(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のストライプによって仮想的に分割された検査領域を有する被検査試料を検査する検査装置であって、
前記被検査試料が載置されるステージと、
前記ステージ上で前記被検査試料とは異なる領域に配置され、前記複数のストライプによって仮想的に分割されるパターンが形成された位置誤差補正手段と、
前記被検査試料の検査領域と前記位置誤差補正手段に光を照射してこれらの光学画像を得る光学画像取得部と、
前記被検査試料と前記位置誤差補正手段から得られる前記光学画像に対応する参照画像を作成する参照画像作成部と、
前記被検査試料の光学画像と参照画像を比較して、これらの差分値が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する比較部と、
前記位置誤差補正手段の少なくとも光学画像から、前記被検査試料と前記位置誤差補正手段との相対的位置ずれを表す第１のずれ量を取得する第１のずれ量取得部と、
前記位置誤差補正手段に形成された前記パターンの位置座標の真値に対する位置ずれを表す第２のずれ量を取得する第２のずれ量取得部と、
前記第１のずれ量に基づいて前記被検査試料と前記位置誤差補正手段との位置関係を補正し、前記第２のずれ量に基づいて前記被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値を求めて該位置座標を補正する位置補正部とを有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記位置誤差補正手段には、アライメントマークが設けられており、
前記第１のずれ量取得部は、前記アライメントマークの位置座標の真値を保持し、該真値と、前記位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から得られる前記アライメントマークの位置座標の実測値との差から、前記第１のずれ量を取得することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記第１のずれ量取得部は、前記位置誤差補正手段における前記複数のストライプから抽出されたストライプの光学画像と、該光学画像に対応する参照画像との重ね合わせにより前記第１のずれ量を取得することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項４】
アライメントマークと所定のパターンとを有する位置誤差補正手段が配置されたステージ上に被検査試料を載置する工程と、
前記被検査試料の検査領域を複数のストライプによって仮想的に分割するとともに、前記位置誤差補正手段のパターンも前記ストライプによって仮想的に分割し、前記被検査試料と前記位置誤差補正手段の両方について、全てのストライプが連続して走査されるように前記ステージを移動させて、これらと前記アライメントマークの各光学画像を取得する工程と、
前記被検査試料と前記位置誤差補正手段から得られる前記光学画像に対応する参照画像を作成する工程と、
前記被検査試料の光学画像と参照画像を比較して、これらの差分値が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する工程と、
前記位置誤差補正手段の少なくとも光学画像から、前記被検査試料と前記位置誤差補正手段との相対的位置ずれを表す第１のずれ量を取得する工程と、
前記位置誤差補正手段に形成された前記パターンの位置座標の真値に対する位置ずれを表す第２のずれ量を取得する工程と、
前記第１のずれ量に基づいて前記被検査試料と前記位置誤差補正手段との位置関係を補正する工程と、
前記第２のずれ量に基づいて前記被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値を求めて該位置座標を補正する工程とを有することを特徴とする検査方法。
【請求項５】
前記第２のずれ量を取得する工程は、
前記位置誤差補正手段に形成された前記パターンの位置座標の真値から、所定領域に含まれる該パターンの真値の平均値を求める工程と、
前記位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から前記位置誤差補正手段に形成された前記パターンの位置座標の実測値を求め、前記所定領域に含まれる該パターンの実測値の平均値を求める工程と、
前記真値の平均値と前記実測値の平均値の差から、前記第２のずれ量を取得する工程とを有することを特徴とする請求項４に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置および検査方法に関し、より詳しくは、マスクなどの被検査試料に形成されたパターンの欠陥検出に用いられる検査装置および検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ；Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭くなっている。こうした回路パターンは、原画パターンが描かれたマスクを用い、ステッパと称される縮小投影露光装置でウェハをパターンに露光転写することにより製造される。ここで、パターンの転写に使用されている深紫外線光の波長は１９３ｎｍであるのに対して、転写しようとするパターンのサイズは波長よりも短い。このため、リソグラフィ技術の複雑化も加速している。また、ＬＳＩを大量に生産するにあたっては、製品毎に異なるマスクパターンのデザイン変更に対する自由度も求められる。こうしたことから、マスク上に原画パターンを形成する際には、電子ビーム描画装置による電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。
【０００３】
電子ビームリソグラフィ技術は、荷電粒子ビームを利用するために本質的に優れた解像度を有する。また、焦点深度を大きく確保することができるので、高い段差上でも寸法変動を抑制できるという利点も有している。それ故、マスクの製造現場だけではなく、ウェハ上にパターンを直接描画する際にも電子ビームリソグラフィ技術が用いられる。例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を代表とする最先端デバイスの開発に適用されている他、一部ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）の生産にも用いられている。
【０００４】
ところで、多大な製造コストのかかるＬＳＩの製造にとって、歩留まりの向上は欠かせない。このため、歩留まり向上のための様々な方策がとられている。特に、マスクのパターン欠陥は、歩留まりを低下させる大きな要因となるので、マスク製造工程ではパターン欠陥を正確に検出することが求められる。
【０００５】
しかしながら、１ギガビット級のＤＲＡＭに代表されるように、ＬＳＩを構成するパターンは、サブミクロンからナノメータのオーダーになろうとしている。このため、マスク上でパターン欠陥として検出しなければならない寸法も極めて小さいものとなっている。それ故、ＬＳＩ製造に使用される転写用マスクの欠陥を検出する検査装置には、高い検査精度が必要とされる。
【０００６】
検査装置における欠陥検出の手法には、ダイ−トゥ−データベース（ｄｉｅ  ｔｏ  ｄａｔａｂａｓｅ）検査と、ダイ−トゥ−ダイ（ｄｉｅ  ｔｏ  ｄｉｅ）検査とがある。いずれも被検査試料となる試料の光学画像を、手本となる基準画像と比較して、欠陥を検出するものである。例えば、ダイ−トゥ−データベース検査では、描画データ（設計パターンデータ）を検査装置に入力し、これをベースに、基準画像となる設計画像データ（参照画像）を生成する。そして、パターンを撮像して得られた測定データ（光学画像）と、設計画像データ（参照画像）とを比較する。尚、描画データは、パターン設計されたＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）データが検査装置に入力可能なフォーマットに変換されたものである。
【０００７】
特許文献１には、ダイ−トゥ−データベース検査の具体的方法が開示されている。それによれば、まず、光源から出射された光が光学系を介して被検査試料であるマスクに照射される。マスクはステージ上に載置されており、ステージが移動することによって照射された光がマスク上を走査する。マスクを透過または反射した光はレンズを介して画像センサ上に結像し、画像センサで撮像された光学画像は測定データとして比較部へ送られる。比較部では、測定データと設計画像データとがアルゴリズムにしたがって比較される。そして、これらのデータが一致しない場合には欠陥ありと判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１１２１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、マスク上におけるパターンの微細化に伴い、検出されるべき欠陥の寸法も微細になっている。このため、検査装置には高倍率の光学系が必要となり、また、検査にかかる時間は長期化している。それ故、マスクに対して検査光が長時間照射されることによるマスクの熱膨張や、検査装置内部での気流の変動、あるいは、検査装置の各種熱源に起因した測長システムの測定誤差などによって、検査結果から得られるパターンの位置に変動が生じるという問題がある。今後もパターンは微細化の一途であることを考えると、かかる位置変動を是正することが必要となっている。
【００１０】
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、検査工程で生じる位置誤差を低減することのできる検査装置および検査方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様は、複数のストライプによって仮想的に分割される検査領域を有する被検査試料が載置されるステージと、
ステージ上で被検査試料とは異なる領域に配置され、複数のストライプによって仮想的に分割されるパターンが形成された位置誤差補正手段と、
被検査試料の検査領域と位置誤差補正手段に光を照射してこれらの光学画像を得る光学画像取得部と、
被検査試料と位置誤差補正手段から得られる光学画像に対応する参照画像を作成する参照画像作成部と、
被検査試料の光学画像と参照画像を比較して、これらの差分値が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する比較部と、
位置誤差補正手段の少なくとも光学画像から、被検査試料と位置誤差補正手段との相対的位置ずれを表す第１のずれ量を取得する第１のずれ量取得部と、
位置誤差補正手段に形成されたパターンの位置座標の真値に対する位置ずれを表す第２のずれ量を取得する第２のずれ量取得部と、
第１のずれ量に基づいて被検査試料と位置誤差補正手段との位置関係を補正し、第２のずれ量に基づいて被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値を求めてこの位置座標を補正する位置補正部とを有することを特徴とする検査装置に関する。
【００１３】
本発明の第１の態様において、位置誤差補正手段には、アライメントマークが設けられていて、
第１のずれ量取得部は、アライメントマークの位置座標の真値を保持し、この真値と、位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から得られるアライメントマークの位置座標の実測値との差から、第１のずれ量を取得することが好ましい。
【００１４】
本発明の第１の態様において、第１のずれ量取得部は、位置誤差補正手段における複数のストライプから抽出されたストライプの光学画像と、この光学画像に対応する参照画像との重ね合わせにより第１のずれ量を取得することが好ましい。
【００１５】
本発明の第２の態様は、アライメントマークと所定のパターンとを有する位置誤差補正手段が配置されたステージ上に被検査試料を載置する工程と、
被検査試料の検査領域を複数のストライプによって仮想的に分割するとともに、位置誤差補正手段のパターンもストライプによって仮想的に分割し、被検査試料と位置誤差補正手段の両方について、全てのストライプが連続して走査されるようにステージを移動させて、これらとアライメントマークの各光学画像を取得する工程と、
被検査試料と位置誤差補正手段から得られる光学画像に対応する参照画像を作成する工程と、
被検査試料の光学画像と参照画像を比較して、これらの差分値が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する工程と、
位置誤差補正手段の少なくとも光学画像から、被検査試料と位置誤差補正手段との相対的位置ずれを表す第１のずれ量を取得する工程と、
位置誤差補正手段に形成されたパターンの位置座標の真値に対する位置ずれを表す第２のずれ量を取得する工程と、
第１のずれ量に基づいて、被検査試料と位置誤差補正手段との位置関係を補正する工程と、
第２のずれ量に基づいて、被検査試料の検査領域にある各パターンの位置座標の変動値を求めてこの位置座標を補正する工程とを有することを特徴とする検査方法に関する。
【００１６】
本発明の第２の態様において、第２のずれ量を取得する工程は、
位置誤差補正手段に形成されたパターンの位置座標の真値から、所定領域に含まれるこのパターンの真値の平均値を求める工程と、
位置誤差補正手段の光学画像と参照画像から位置誤差補正手段に形成されたパターンの位置座標の実測値を求め、上記所定領域に含まれるこのパターンの実測値の平均値を求める工程と、
真値の平均値と実測値の平均値の差から、第２のずれ量を取得する工程とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の態様によれば、検査工程で生じる位置誤差を低減することのできる検査装置が提供される。
【００１８】
本発明の第２の態様によれば、検査工程で生じる位置誤差を低減することのできる検査方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態１における光学画像の取得手順を説明する図である。
【図２】実施の形態１の検査装置の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１におけるデータの流れを示す概念図である。
【図４】実施の形態１の検査工程の概要を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１のフィルタ処理を説明する図である。
【図６】実施の形態１において、ずれ量取得、位置補正およびマップ作成の各工程を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態２の検査方法を説明する図である。
【図８】実施の形態３の検査装置の構成を示す図である。
【図９】実施の形態３におけるデータの流れを示す概念図である。
【図１０】実施の形態３の検査工程の概要を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態４の検査方法を説明する図である。
【図１２】実施の形態５において、荷重センサが配置された様子を示すステージの平面図である。
【図１３】実施の形態５の検査方法を説明する図である。
【図１４】実施の形態６において、距離センサを有する位置誤差補正手段が配置されたステージの平面図である。
【図１５】実施の形態６の検査方法を説明する図である。
【図１６】実施の形態１における位置誤差補正手段のパターンの一例である。
【図１７】実施の形態４の検査装置の構成を示す図である。
【図１８】実施の形態７における位置誤差補正手段のパターンの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
本実施の形態の検査装置は、被検査試料が載置されるステージを有する。このステージ上には、表面に所定のパターンが形成された位置誤差補正手段が設けられている。かかる所定のパターンは、白色以外の色を有している（以下、本願明細書において同じ。）。
【００２１】
被検査試料の検査領域は、複数のストライプによって仮想的に分割され、位置誤差補正手段におけるパターンもこれらのストライプによって仮想的に分割される。かかる位置誤差補正手段を設けることで、検査工程で生じるパターンの位置誤差を把握し、またこれを低減することができる。以下、本実施の形態の検査装置および検査方法について詳述する。
【００２２】
本実施の形態では、被検査試料として、フォトリソグラフィで使用されるマスクを用いる。但し、被検査試料はこれに限られるものではない。
【００２３】
本実施の形態におけるステージは、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能なＸＹθステージである。マスクは、ＸＹθステージ上の所定位置に載置される。
【００２４】
検査を行う際には、マスクに形成されたパターンに対し、ＸＹθステージの上方から光を照射する。すると、マスクを透過した光は、フォトダイオードアレイに光学像として結像し、次いで、フォトダイオードアレイで光電変換される。さらにセンサ回路によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換されてから、光学画像として比較回路へ出力される。
【００２５】
図１は、光学画像の取得手順を説明する図である。この図に示すように、ステージ１０２上には、被検査試料としてのマスク１０１が載置されている。マスク１０１にはアライメントマーク３１が設けられており、このアライメントマーク３１を用いて、マスク１０１は、ステージ１０２上の所定位置に載置される。
【００２６】
マスク１０１上で検査領域は、Ｙ方向に向かって、スキャン幅Ｗの短冊状の複数のストライプに仮想的に分割される。図１で、検査領域は、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉまでの９つのストライプに分割されている。ステージ１０２は、これらのストライプが連続的に走査されるように移動する。これにより、スキャン幅Ｗの画像がフォトダイオードアレイに連続的に入力され、光学画像が取得されていく。
【００２７】
具体的には、ステージ１０２が−Ｘ方向に移動しながら、第１のストライプ２０ａにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。次いで、ステージ１０２がＸ方向に移動しながら、第２のストライプ２０ｂについて同様にスキャン幅Ｗの画像がフォトダイオードアレイに連続的に入力される。第３のストライプ２０ｃについては、第２のストライプ２０ｂにおける画像を取得する方向（Ｘ方向）とは逆方向、すなわち、第１のストライプ２０ａにおける画像を取得した方向（−Ｘ方向）に、ステージ１０２が移動しながらフォトダイオードアレイに画像が入力される。以下同様にして、全てのストライプにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。このように、連続的に画像が入力されることで、効率的な光学画像の取得が可能となる。
【００２８】
本実施の形態では、ステージ１０２上に、位置誤差補正手段１０が設けられている。そして、位置誤差補正手段１０の表面にはパターンが形成されている。例えば、複数の十字パターンからなるパターンや、複数のラインパターンからなるパターン、複数のコンタクトホールからなるパターンなどが挙げられる。また、位置誤差補正手段１０の表面には、上記パターンの他にも、（後述する）マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正するのに使用するアライメントマークが形成されている。
【００２９】
位置誤差補正手段１０上のアライメントマークと各パターンの正確な位置、すなわち、Ｘ座標とＹ座標については、マスク１０１の検査工程とは別の測定工程によって把握される。この測定工程は、検査工程におけるような熱や気流の変動による影響を受けない。本実施の形態では、かかる測定工程によって得られたアライメントマークの位置座標を、「位置誤差補正手段におけるアライメントマークの位置座標の真値」と称する。同様に、各パターンの位置座標を、「位置誤差補正手段におけるパターン位置座標の真値」と称する。尚、真値の測定には、例えば、ライカ社製ＬＭＳ−ＩＰＲＯなどの座標測定装置などを用いることができる。真値の測定は、原則として１回でよく、マスク検査の度に行う必要はない。
【００３０】
検査工程では、上記の通り、検査光の長時間照射による熱膨張や、検査装置内部での気流の変動、あるいは、検査装置の各種熱源に起因した測長システムの測定誤差などによって、検査結果から得られるパターンの位置に変動が生じる。そこで、本実施の形態では、検査工程において、マスク１０１のパターンの位置と併せて、位置誤差補正手段１０におけるパターンの位置を測定し、これを上記の真値と比較する。真値と測定値との差は、検査工程で生じる位置変動であるので、かかる変動値を用いてマスク１０１のパターン位置を補正することで、各パターンの正確な位置を求めることが可能となる。
【００３１】
ところで、位置誤差補正手段１０は、ステージ１０２の上に固定されている。これに対して、マスク１０１は、検査時にステージ１０２の上に載置され、検査が終了するとステージ１０２から取り除かれる。そして、次の被検査試料たる（別の）マスク１０１がステージ１０２の上に載置される。
【００３２】
ステージ１０２上でマスク１０１が載置される位置は、厳密には同一でない。つまり、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係は、マスク１０１が載置される度に変化する。このため、マスク１０１に描かれたパターンの正確な位置を求めるには、位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正することが好ましい。
【００３３】
以下、マスク１０１上におけるパターン位置の求め方について述べる。尚、パターン位置の算出は、マスク１０１の検査工程と併せて行うことができる。
【００３４】
まず、図１に示すように、ステージ１０２の上にマスク１０１を載置する。マスク１０１には、アライメントマーク３１が設けられており、このアライメントマーク３１を用いて、マスク１０１が所望の位置となるようにステージ１０２の位置を調整する。このとき、ステージ１０２を動かすことで、位置誤差補正手段１０もステージ１０２と連動して動く。マスク１０１と位置誤差補正手段１０とは、理想的な位置関係からずれているのが普通、つまり、マスク１０１と位置誤差補正手段１０のいずれもが理想とする位置にあることは稀であるので、マスク１０１が所望の位置となるようにステージ１０２を動かせば、位置誤差補正手段１０は、所望の位置からずれた位置にあることになる。より具体的には、位置誤差補正手段１０は、Ｘ方向、Ｙ方向およびθ方向において、それぞれ理想的な位置からずれた位置にある。
【００３５】
次に、図１で説明したようにして、マスク１０１上の検査領域における光学画像を取得する。ここで、位置誤差補正手段１０に設けられたパターンは、マスク１０１上の検査領域を分割したストライプと同一のストライプ、すなわち、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉまでの９つのストライプによって仮想的に分割される。これにより、検査領域の画像がフォトダイオードアレイに入力されるのと連続して、位置誤差補正手段１０のパターンの画像もフォトダイオードアレイに入力される。
【００３６】
具体的には、図１において、ステージ１０２が移動すると、マスク１０１の検査領域を分割する、第１のストライプ２０ａ、第２のストライプ２０ｂ、第３のストライプ２０ｃ、・・・、第９のストライプ２０ｉにおける各画像が取得されていく。このとき、ステージ１０２のＸ方向の移動範囲に、マスク１０１の検査領域だけでなく、位置誤差補正手段１０のアライメントマーク３０とパターンが位置する領域も含まれるようにすれば、位置誤差補正手段１０における、第１のストライプ２０ａ、第２のストライプ２０ｂ、第３のストライプ２０ｃ、・・・、第９のストライプ２０ｉの各画像も上記ステージ１０２の一連の動きの中で取得される。つまり、ステージ１０２に無駄な動作をさせることなく、マスク１０１の検査領域の画像と、位置誤差補正手段１０のパターンの画像とを取得することができる。但し、ここで言う「ステージ１０２の移動範囲」には、ステージ１０２が等速移動するまでに必要な領域、すなわち、ステージ１０２の加速領域は含まれないものとする。
【００３７】
上述したように、位置誤差補正手段１０にも、アライメントマーク３０が設けられている。そこで、上記方法により取得した、位置誤差補正手段１０の画像から、アライメントマークの位置座標を求め、これと、予め求めたアライメントマークの位置座標の真値との差を求める。この差が、位置誤差補正手段１０の理想的な位置からのずれ量、換言すると、位置誤差補正手段１０とマスク１０１との相対的な位置ずれ量になる。
【００３８】
また、位置誤差補正手段１０のパターンの画像からは、各パターンの位置座標も求められる。得られた位置座標と、予め求めた位置座標の真値との差を求めることにより、検査工程で生じるパターンの位置座標の変動値が求められる。
【００３９】
以上のようにして求めた値から、マスク１０１上のパターンの正確な位置が求められる。すなわち、位置誤差補正手段１０の光学画像から得られたアライメントマーク３０の位置座標と、予め求めたアライメントマーク３０の位置座標の真値との差を用いて、位置誤差補正手段１０とマスク１０１との相対的な位置関係を補正する。次いで、位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標と、対応する各パターンの位置座標の真値との差を用いて、マスク１０１上の各パターンの位置を補正する。これにより、マスク１０１上の各パターンの正確な位置を知ることができる。
【００４０】
尚、位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標と、対応する各パターンの位置座標の真値との差を用いて、マスク１０１上の各パターンの位置を補正した後に、位置誤差補正手段１０とマスク１０１との相対的な位置関係を補正してもよい。
【００４１】
次に、具体例を挙げて、マスク１０１上におけるパターン位置の求め方をさらに詳しく説明する。
【００４２】
＜位置座標の真値の取得＞
位置誤差補正手段１０には、４つのアライメントマーク３０が設けられている。すなわち、図１に示すように、位置誤差補正手段１０の表面の四隅にそれぞれアライメントマーク３０が設けられている。これらについて、ライカ社製ＬＭＳ−ＩＰＲＯなどを用いて、それぞれの位置座標を求める。尚、アライメントマークの形状、数、位置は、図１の例に限られるものではない。
【００４３】
また、位置誤差補正手段１０には、（図１では図示されない）複数のラインパターンが設けられている。このラインパターンの１つについて、その位置座標の真値を求める。同様にして、他のラインパターンの位置座標についても真値を求める。そして、所定領域に含まれるラインパターンの位置座標の平均値（真値の平均値）を求める。ここで、所定領域は、例えば、２ｍｍ×２ｍｍの大きさの領域とすることができる。尚、かかる所定領域が所定数集合することにより、１ストライプを形成することができる。但し、これに限られるものではなく、例えば、所定領域がストライプの幅より大きくなってもよい。
【００４４】
尚、平均値を求める際には、位置座標の値を並び替え、上と下の極端な値を除外することができる。これにより、より正確な平均値を求めることが可能である。例えば、上下合わせて２０％、すなわち、上位１０％のデータと、下位１０％のデータを除外して、平均値を計算することができる。
【００４５】
また、位置誤差補正手段１０には、同一の形状のパターンが同一の向きおよび間隔で配置されていてもよいが、異なる形状のパターンが異なる向きおよび間隔で配置されていてもよい。後者であれば、パターンの形状、向きおよび間隔から、その位置を把握することができるので、パターンを用いたアライメントが可能になるという利点がある。
【００４６】
図１６は、位置誤差補正手段１０の上に設けられたパターンの一例である。領域Ｐ１には、複数のラインパターンが形成されている。領域Ｐ１１はその一部であり、図１６に拡大して示すように、領域Ｐ１は、長さと間隔の異なる複数のラインによって構成されている。また、領域Ｐ２にも複数のラインパターンが形成されている。領域Ｐ２１はその一部であり、図１６に拡大して示すように、長さと間隔の異なる複数のラインによって構成されている。尚、領域Ｐ１を構成するパターンの向きと、領域Ｐ２を構成するパターンの向きとは、９０度異なっている。
【００４７】
図１６のようなパターンとすることにより、ラインの長さ、向きおよび間隔から、各ラインパターンの位置を知ることができる。したがって、これらのパターンによって、位置誤差補正手段１０のアライメントが可能になるので、アライメントマーク３０と併用することで、位置誤差補正手段１０のアライメントを容易にすることができる。
【００４８】
＜光学画像の取得＞
次に、図１に示すように、マスク１０１上の検査領域を、Ｙ方向に向かって、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉまでの９つのストライプで仮想的に分割する。同様に、位置誤差補正手段１０のパターンについても、同じストライプ、すなわち、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉによって仮想的に分割する。そして、マスク１０１の検査領域と、位置誤差補正手段１０の両方について、全てのストライプが連続的に走査されるようにステージ１０２を移動させる。
【００４９】
例えば、図１において、矢印は画像が取得されていく方向を示している。位置誤差補正手段１０における第１のストライプ２０ａから始めて、ステージ１０２を−Ｘ方向に移動させることにより、マスク１０１における第１のストライプ２０ａを走査する。これにより、位置誤差補正手段１０の第１のストライプ２０ａの画像に続いて、マスク１０１の第１のストライプ２０ａの画像が取得される。次に、ステージ１０２を−Ｙ方向にステップ送りした後にＸ方向に移動させて、マスク１０１における第２のストライプ２０ｂの画像を取得する。続いて、位置誤差補正手段１０の第２のストライプ２０ｂの画像を取得する。その後も矢印の方向にしたがい、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方について、第３のストライプ２０ｃ、第４のストライプ２０ｄ、・・・、第９のストライプ２０ｉの各画像を取得する。
【００５０】
＜ずれ量の取得＞
上記工程で取得された位置誤差補正手段１０の光学画像を基に、位置誤差補正手段１０に設けられたアライメントマーク３０の位置座標を求める。そして、これと、アライメントマーク３０の位置座標の真値との差を求める。これにより、位置誤差補正手段１０の理想的な位置からのずれ量（以下、第１のずれ量とも言う。）が分かるので、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正することができる。
【００５１】
また、上記光学画像を基に、各ラインパターンの位置座標を求める。そして、真値を求めたときと同一の所定領域に含まれるラインパターンの位置座標の平均値（実測値の平均値）を算出する。次いで、所定領域における＜真値の平均値＞と、この所定領域と同一の領域における＜実測値の平均値＞の差を算出する。これにより、検査工程で生じるパターンの位置座標の変動値（以下、第２のずれ量とも言う。）を知ることができる。
【００５２】
そして、第１のずれ量を用いて、位置誤差補正手段１０とマスク１０１との相対的な位置関係を補正し、また、第２のずれ量を用いて、マスク１０１上の各パターンの位置を補正する。これにより、マスク１０１上の各パターンの正確な位置を知ることができる。
【００５３】
尚、平均値の差を第２のずれ量とせずに、各パターンの真値と実測値の差を第２のずれ量とすることもできる。しかし、後者の場合には、位置ずれ量の補正のために処理されるデータ量が膨大になる。一方、検査時において、隣接するパターン間での変動値の差は微小と考えられる。そこで、上述したように、所定領域に含まれるパターンについて、これらの真値と実測値の各平均値を求め、これらの差を第２のずれ量とすることが好ましい。
【００５４】
パターンの位置座標が変動する現象は、検査時間が長くなることに起因している。このため、第２のずれ量は、一定ではなく、基本的には、検査開始からの時間が経過するほど大きくなる。つまり、マスク１０１において、各パターンの位置座標の変動値は、第１のストライプ２０ａ、第２のストライプ２０ｂ、・・・、第９のストライプ２０ｉの順に大きくなる。同様に、位置誤差補正手段１０におけるパターン位置座標の変動値も、第１のストライプ２０ａ、第２のストライプ２０ｂ、・・・、第９のストライプ２０ｉの順に大きくなる。また、同じストライプであっても、最初に検査されたパターンよりも、後に検査されたパターンの方が、座標位置の変動値は大きい。
【００５５】
そこで、位置誤差補正手段１０における、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差から求めた位置座標の変動値（第２のずれ量）を用いて線形補間を行う。これにより、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値（第２のずれ量）を求めることができる。そして、この変動値（第２のずれ量）を用いて実測値を補正することで、パターンの位置ずれ量を低減することが可能となる。さらに、第１のずれ量を用いることで、位置誤差補正手段１０とマスク１０１との相対的な位置関係も補正できるので、マスク１０１上のパターンのより正確な位置を知ることができる。
【００５６】
尚、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値の求め方は、上記の線形補間に限られないのは言うまでもない。例えば、Ｂ−スプライン曲線などの高次の関数を用いた補間によってもよい。
【００５７】
また、例えば、位置誤差補正手段１０における所定の単位領域について、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差から求めた位置座標の変動値の平均値を求める。例えば、Ｘ座標が０〜２でＹ座標が０〜２の領域について、上記差から求めた位置座標の変動値の平均値を求める。この平均値を用いて、マスク１０１の検査領域でＹ座標が０〜２の範囲にある全実測値を補正することもできる。
【００５８】
尚、位置誤差補正手段１０を図１とは異なる配置とした場合にも、パターンの位置座標の変動値を求めることが可能である。例えば、マスク１０１に対して図１に示す位置とは反対の側に、位置誤差補正手段１０を設けてもよい。
【００５９】
但し、本実施の形態においては、図１に示すように、位置誤差補正手段１０を、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置することが好ましく、ストライプの配列方向がＹ方向と垂直となるように配置することは好ましくない。すなわち、図１の配置から９０度回転した方向に位置誤差補正手段１０を配置するのは適当でない。これは、次の理由による。
【００６０】
図１の配置であれば、上記の通り、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉを走査するためのステージ１０２の一連の動きのなかで、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方の画像を取得できる。しかしながら、図１の配置から９０度回転した方向に位置誤差補正手段１０が配置される場合、パターン位置座標の変動値を求めることはできるものの、位置誤差補正手段１０のパターンを、マスク１０１と同一のストライプを用いて分割することができないため、ステージ１０２の一連の動きのなかで上記双方の画像を取得することはできなくなる。
【００６１】
例えば、位置誤差補正手段１０の第１のストライプ２０ａを走査した後、ステージ１０２をＸ方向とＹ方向に移動させてから、マスク１０１の第１のストライプ２０ａを走査することが必要になる。また、この際の走査方向も位置誤差補正手段１０の走査方向とは変える必要がある。そして、マスク１０１の第１のストライプ２０ａを走査し終えた後は、再び位置誤差補正手段１０に戻って第２のストライプ２０ｂを走査する。この際にも、ステージ１０２をＸ方向とＹ方向に移動させなければならないうえに、走査方向もマスク１０１における走査方向と変えなければならない。さらにこれ以降についても、マスク１０１を走査する場合と、位置誤差補正手段１０を走査する場合とで、ステージ１０２の位置と移動方向を変えることが必要となる。
【００６２】
このように、ストライプの配列方向がＹ方向と垂直となるように配置し、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方の画像を取得しようとすると、ステージ１０２の動きが煩雑にならざるを得ない。これは、検査の長時間化に繋がる。したがって、位置誤差補正手段１０は、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置することが好ましい。
【００６３】
次に、本実施の形態の検査装置について詳述する。
【００６４】
図２は、本実施の形態の検査装置の構成を示す図である。この図に示すように、検査装置１００は、光学画像取得部Ａと制御部Ｂを有する。
【００６５】
光学画像取得部Ａは、光源１０３と、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なステージ１０２と、透過照明系を構成する照明光学系１７０と、拡大光学系１０４と、フォトダイオードアレイ１０５と、センサ回路１０６と、レーザ測長システム１２２と、オートローダ１３０とを有する。ステージ１０２上に載置されるマスク１０１は、オートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出されるようになっている。
【００６６】
制御部Ｂでは、検査装置１００全体の制御を司る制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照回路１１２、展開回路１１１、第１のずれ量取得回路１２４、第２のずれ量取得回路１２５、位置補正回路１２６、マップ作成回路１２７、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレキシブルディスク装置１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８およびプリンタ１１９に接続されている。
【００６７】
尚、比較回路１０８、第１のずれ量取得回路１２４、第２のずれ量取得回路１２５、位置補正回路１２６、マップ作成回路１２７は、それぞれ、本発明の比較部、第１のずれ量取得部、第２のずれ量取得部、位置補正部、マップ作成部の一例である。
【００６８】
ステージ１０２は、テーブル制御回路１１４によって制御されたＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびθ軸モータによって駆動される。これらのモータには、例えば、ステップモータを用いることができる。
【００６９】
ステージ１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７へ送られる。また、センサ回路１０６から出力された光学画像は、位置回路１０７から出力されたステージ１０２上でのマスク１０１の位置を示すデータとともに、比較回路１０８へ送られる。また、光学画像は、第１のずれ量取得回路１２４と、第２のずれ量取得回路１２５へも送られる。
【００７０】
データベース方式の基準データとなる設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に格納されており、検査の進行に合わせて読み出されて展開回路１１１に送られる。次いで、展開回路１１１において、設計パターンデータはイメージデータ（設計画素データ）に変換される。その後、このイメージデータは、参照回路１１２に送られて、参照画像の生成に用いられる。生成した参照画像は、比較回路１０８へ送られる。
【００７１】
尚、本実施の形態の検査装置は、図１に示す構成要素以外に、マスクを検査するのに必要な他の公知要素が含まれていてもよい。例えば、後述するレビュー装置を検査装置自身が有していてもよい。
【００７２】
図３は、本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【００７３】
図３に示すように、設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータ２０１は、階層化されたフォーマットの設計中間データ２０２に変換される。設計中間データ２０２には、レイヤ（層）毎に作成されて各マスクに形成されるパターンデータが格納される。ここで、一般に、検査装置は、設計中間データ２０２を直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、検査装置の製造メーカー毎に、異なるフォーマットデータが用いられている。このため、設計中間データ２０２は、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００に入力される。この場合、フォーマットデータ２０３は、検査装置１００に固有のデータとすることができるが、描画装置と互換性のあるデータとすることもできる。
【００７４】
図４は、検査工程の概要を示すフローチャートである。尚、以下では、ダイ−トゥ−データベース方式による検査方法を述べる。したがって、被検査試料の光学画像と比較される基準画像は、描画データ（設計パターンデータ）をベースに作成された参照画像である。尚、本実施の形態の検査装置は、ダイ−トゥ−ダイ方式による検査方法にも適用可能であり、その場合の基準画像は、検査の対象となる光学画像とは異なる光学画像になる。
【００７５】
図４に示すように、検査工程は、光学画像取得工程（Ｓ１）と、参照画像取得工程を構成する、設計パターンデータの記憶工程（Ｓ２）、展開工程（Ｓ３）およびフィルタ処理工程（Ｓ４）と、光学画像と参照画像の比較工程（Ｓ５）と、第１のずれ量および第２のずれ量の取得工程（Ｓ６）と、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係と、マスクパターンの位置座標とを補正する位置補正工程（Ｓ７）と、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップ作成工程（Ｓ８）とを有する。
【００７６】
＜光学画像取得工程＞
図４において、Ｓ１の光学画像取得工程では、図２の光学画像取得部Ａが、マスク１０１の光学画像（以下、測定データとも称する。）と、位置誤差補正手段１０の光学画像とを取得する。ここで、マスク１０１の光学画像は、設計パターンに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスクの画像である。また、位置誤差補正手段１０の光学画像は、アライメントマーク３０の画像と、位置誤差を補正するための基準となるパターンを形成する図形の画像である。
【００７７】
光学画像の具体的な取得方法は、例えば、次に示す通りである。
【００７８】
被検査試料となるマスク１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたステージ１０２上に載置される。このとき、マスク１０１に設けられたアライメントマークを用いて、ステージ１０２上の所望の位置にマスク１０１が載置されるよう、ＸＹθ各軸のモータによりステージ１０２の位置を調整する。
【００７９】
ステージ１０２上には、位置誤差補正手段１０が設けられている。マスク１０１の検査領域は、複数のストライプによって仮想的に分割され、位置誤差補正手段１０におけるパターンもこれらのストライプによって仮想的に分割される。
【００８０】
マスク１０１と位置誤差補正手段１０に形成された各パターンに対し、ステージ１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介してマスク１０１と位置誤差補正手段１０に照射される。ステージ１０２の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。マスク１０１と位置誤差補正手段１０を透過した光は、拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。
【００８１】
拡大光学系１０４は、図示しない自動焦点機構によって自動的に焦点調整がなされるよう構成されていてもよい。また、位置誤差補正手段１０は、バネ機構などによって上下に可動な構造とすることができる。この構造によれば、厚みの異なるマスク１０１を被検査試料とする場合、位置誤差補正手段１０の位置を調整して、マスク１０１の高さと位置誤差補正手段１０の高さを一致させることができる。
【００８２】
位置誤差補正手段１０は、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置されている。ステージ１０２が−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第１のストライプ２０ａにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。次いで、ステージ１０２が−Ｙ方向にステップ移動した後にＸ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第２のストライプ２０ｂにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。さらに、ステージ１０２が−Ｙ方向に移動した後に−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第３のストライプ２０ｃにおける画像が入力される。以下同様にして、全てのストライプにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。
【００８３】
フォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。フォトダイオードアレイ１０５には、画像センサが配置されている。本実施の形態の画像センサとしては、例えば、撮像素子としてのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラを一列に並べたラインセンサが用いられる。ラインセンサの例としては、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサが挙げられる。ステージ１０２がＸ軸方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってマスク１０１のパターンが撮像される。ここで、光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成される。
【００８４】
ステージ１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータのような駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ステージ１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。また、ステージ１０２上のマスク１０１は、オートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出されるようになっている。
【００８５】
以上のようにして光学画像取得工程（Ｓ１）で得られた光学画像は、図２の比較回路１０８と、第１のずれ量取得回路１２４と、第２のずれ量取得回路１２５とへ送られる。
【００８６】
＜記憶工程＞
図４において、Ｓ２は記憶工程であり、マスク１０１のパターン形成時に用いた設計パターンデータと、位置誤差補正手段１０のパターンデータとが、記憶装置（記憶部）の一例である磁気ディスク装置１０９に記憶される。
【００８７】
設計パターンに含まれる図形は、長方形や三角形を基本図形としたものである。磁気ディスク装置１０９には、例えば、図形の基準位置における座標、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報であって、各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納される。また、位置誤差補正手段１０のパターンを構成する図形は、例えば、十字形状やライン形状などとすることができる。
【００８８】
一般に、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合をクラスタまたはセルと称する。記憶工程では、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、幅が数百μｍであって、長さがマスクのＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域（ストライプ）に配置される。
【００８９】
＜展開工程＞
図４のＳ３は展開工程である。この工程においては、図２の展開回路１１１が、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して各パターンデータを読み出し、読み出されたデータを２値ないしは多値のイメージデータに変換する。その後、これらのイメージデータは参照回路１１２へ送られる。
【００９０】
上記において、展開回路１１１は、パターンデータを図形毎のデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値のイメージデータを展開する。展開されたイメージデータは、センサ画素に相当する領域（マス目）毎に図形が占める占有率を演算する。各画素内の図形占有率は画素値となる。
【００９１】
＜フィルタ処理工程＞
図４のＳ４はフィルタ処理工程である。この工程では、図２の参照回路１１２によって、送られてきた図形のイメージデータに適切なフィルタ処理が施される。
【００９２】
図５は、フィルタ処理を説明する図である。
【００９３】
センサ回路１０６から得られた光学画像としての測定データは、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態、言い換えれば連続的に変化するアナログ状態にある。一方、設計側のイメージデータは、画像強度（濃淡値）がデジタル値となっている。そこで、イメージデータにもフィルタ処理を施すことで、測定データにイメージデータを合わせることができる。このようにして光学画像と比較する参照画像を作成する。
【００９４】
＜比較工程＞
図２において、（図４のＳ１で取得された）センサ回路１０６からのマスク１０１の光学画像データは、比較回路１０８へ送られる。また、マスク１０１のパターンデータも、展開回路１１１および参照回路１１２により参照画像データに変換された後、比較回路１０８へ送られる。さらに、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７へ送られた、ステージ１０２上でのマスク１０１の位置を示すデータも比較回路１０８へ送られる。
【００９５】
比較回路１０８では、センサ回路１０６から送られた光学画像と、参照回路１１２で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所は欠陥と判定される。次いで、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とが、マスク検査結果２０５（図３）として磁気ディスク装置１０９に保存される。
【００９６】
尚、欠陥判定は、次の２種類の方法により行うことができる。１つは、参照画像における輪郭線の位置と、光学画像における輪郭線の位置との間に、所定の閾値寸法を超える差が認められる場合に欠陥と判定する方法である。他の１つは、参照画像におけるパターンの線幅と、光学画像におけるパターンの線幅との比率が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する方法である。この方法では、参照画像におけるパターン間の距離と、光学画像におけるパターン間の距離との比率を対象としてもよい。
【００９７】
＜ずれ量取得工程＞
図４の光学画像取得工程（Ｓ１）で得られた光学画像は、図２のセンサ回路１０６から、第１のずれ量取得回路１２４と第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。また、図４の参照画像取得工程で得られた参照画像も、図２の参照回路１１２から、第１のずれ量取得回路１２４と第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。さらに、図２において、位置回路１０７からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータが、第１のずれ量取得回路１２４と第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。
【００９８】
第１のずれ量取得回路１２４には、位置誤差補正手段１０におけるアライメントマーク３０の真値が格納されている。一方、第２のずれ量取得回路１２５には、位置誤差補正手段１０におけるパターン位置座標の真値の平均値が格納されている。真値の平均値は、各パターンの位置座標の真値を求め、次いで、所定領域毎に真値の平均値を求めることで得られる。
【００９９】
第１のずれ量取得回路１２４では、送られたデータを基に、位置誤差補正手段１０に設けられたアライメントマーク３０の位置座標が求められる。次いで、この位置座標と、アライメントマーク３０の位置座標の真値との差を求める。これにより、第１のずれ量、すなわち、位置誤差補正手段１０の理想的な位置からのずれ量が取得される。
【０１００】
第２のずれ量取得回路１２５では、送られた各データを基に、位置誤差補正手段１０に設けられた各パターンの位置座標が求められ、次いで、得られた値を用いて、真値の平均値を求めたときと同一の所定領域に含まれるパターンの位置座標の平均値（実測値の平均値）が求められる。そして、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０のパターンについて、検査工程で生じる位置座標の変動値、すなわち、第２のずれ量が取得される。
【０１０１】
第２のずれ量の取得はストライプ毎に行われる。したがって、第１のずれ量を取得し、また、全てのストライプについて第２のずれ量を取得したところで、図４のＳ６を終える。
【０１０２】
＜位置補正工程＞
図２の第１のずれ量取得回路１２４と第２のずれ量取得回路１２５で得られた各ずれ量の値は、位置補正回路１２６へ送られる。また、第１のずれ量取得回路１２４と第２のずれ量取得回路１２５からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータも位置補正回路１２６へ送られる。
【０１０３】
位置補正回路１２６では、第１のずれ量を用いて、位置誤差補正手段１０とマスク１０１との相対的な位置関係が補正される。補正は、例えば、次のようにして行うことができる。
【０１０４】
位置誤差補正手段１０のパターンデータを所定の領域単位に分け、第１のずれ量に合わせてパターンデータを領域単位で補正する。第１のずれ量は、Ｘ方向の変位量、Ｙ方向の変位量およびθ方向の変位量（回転量）によって構成されるので、各領域単位をこれらの変位量にしたがって動かす。領域単位を小さくすれば、より小さな変位量にも対応可能となるので、補正の精度を上げることができる。
【０１０５】
また、位置補正回路１２６では、位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標と、対応する各パターンの位置座標の真値との差、すなわち、第２のずれ量を用いて、マスク１０１上の各パターンの位置が補正される。
【０１０６】
＜マップ作成工程＞
位置補正回路１２６で得られた、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値は、マップ作成回路１２７へ送られる。マップ作成回路１２７では、これらの変動値を基に、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップが作成される。作成されたマップは、マスク検査結果２０５（図３）として磁気ディスク装置１０９に保存される。
【０１０７】
図４における上記の３つの工程、すなわち、第１のずれ量と第２のずれ量取得工程（Ｓ６）、位置補正工程（Ｓ７）およびマップ作成工程（Ｓ８）によって、検査工程で生じるパターンの位置誤差を把握し、またこれを低減することができる。これらの工程について、図６を用いてさらに詳しく説明する。
【０１０８】
図６において、Ｓ１０１では、位置誤差補正手段１０における真値が取得される。具体的には、各アライメントマーク３０の真値と、パターンの各座標位置の真値の平均値とが取得される。
【０１０９】
Ｓ１０１は、Ｓ１０２以降の検査工程とは異なる条件下で行われる。すなわち、Ｓ１０１は、検査工程におけるような熱や気流の変動による影響を受けない。真値は、例えば、ライカ社製ＬＭＳ−ＩＰＲＯなどの座標測定装置などによって測定される。
【０１１０】
Ｓ１０１で真値の位置座標を取得した後は、検査工程（Ｓ１０２〜Ｓ１０７）をスタートする。尚、図６では省略しているが、図４の光学画像取得工程（Ｓ１）、設計パターンデータの記憶工程（Ｓ２）、展開工程（Ｓ３）、フィルタ処理工程（Ｓ４）、比較工程（Ｓ５）も検査工程に含まれることは言うまでもない。
【０１１１】
まず、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方について、１ストライプを走査してこれらの画像を取得する（Ｓ１０２）。
【０１１２】
次いで、取得した１ストライプ中において、位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標と、マスク１０１の検査パターンの位置座標とを求める（Ｓ１０３）。
【０１１３】
次に、Ｓ１０４において、（Ｓ１０３で得られた）位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標から、所定領域内での各パターン位置の平均値を算出し、Ｓ１０１で求めた真値の平均値との差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０におけるパターン座標位置の変動値（第２のずれ量）が求められる。尚、Ｓ１０３とＳ１０４は、第２のずれ量取得回路１２５で行われる。
【０１１４】
次に、Ｓ１０５において、全てのストライプを走査したか否かを判定する。この判定は、制御計算機１１０で行うことができる。走査していないストライプがある場合には、Ｓ１０２に戻って上記工程を繰り返す。一方、全てのストライプを走査し終えた場合には、Ｓ１０６に進む。
【０１１５】
Ｓ１０６では、位置誤差補正手段１０の光学画像を基に、アライメントマーク３０の位置座標を求める。そして、これと、Ｓ１０１で求めたアライメントマーク３０の位置座標の真値との差を求めて、第１のずれ量を算出する。
【０１１６】
次に、Ｓ１０７において、第１のずれ量を用いて、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正する。また、第２のずれ量を用いて、（Ｓ１０３で得られた）マスク１０１上に設けられた検査パターンの位置座標の実測値を補正する。尚、Ｓ１０７は、位置補正回路１２６で行われる。
【０１１７】
次に、Ｓ１０８において、Ｓ１０７で求めた、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値から、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップを作成する。Ｓ１０８は、マップ作成回路１２７で行われる。Ｓ１０８の後は検査工程を終了する。
【０１１８】
比較回路１０８における判定結果、すなわち、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とは、マスク検査結果２０５として磁気ディスク装置１０９に保存される。また、マップ作成回路１２７で作成されたマップも、同様にマスク検査結果２０５として磁気ディスク装置１０９に保存される。その後、マスク検査結果２０５は、図３に示すように、レビュー装置５００に送られる。
【０１１９】
レビューは、オペレータによって、検出された欠陥が実用上問題となるものであるかどうかを判断する動作である。具体的には、マスク検査結果２０５がレビュー装置５００に送られ、オペレータによるレビューによって修正の要否が判断される。このとき、オペレータは、欠陥判定の根拠となった参照画像と、欠陥が含まれる光学画像とを見比べてレビューする。
【０１２０】
レビュー装置５００では、欠陥１つ１つの座標を観察すると同時に、欠陥判定の判断条件や、判定の根拠となった光学画像と参照画像を確認できるよう、レビュー装置５００に備えられた計算機の画面上にこれらが並べて表示される。
【０１２１】
尚、検査装置１００にレビュー装置５００が備えられている場合には、検査装置１００の観察光学系を使って、マスクの欠陥箇所の画像を表示する。また同時に欠陥判定の判断条件や、判定根拠になった光学画像と参照画像などは、制御計算機１１０の画面を利用して表示される。
【０１２２】
レビュー工程を経て判別された欠陥情報は、図２の磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、レビュー装置５００で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスクは、欠陥情報リスト２０７とともに、検査装置１００の外部装置である修正装置６００（図３）に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リスト２０７には、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。
【０１２３】
以上述べたように、本実施の形態では、ステージ上に位置誤差補正手段を設ける。そして、被検査試料の検査領域を、複数のストライプによって仮想的に分割し、位置誤差補正手段におけるパターンもこれらのストライプによって仮想的に分割する。検査の際には、被検査試料の検査領域と、位置誤差補正手段の両方について、全てのストライプが連続的に走査されるようにステージを移動させる。こうして得られた光学画像を基に、位置誤差補正手段に設けられた各パターンの位置座標の実測値を求める。そして、予め求めた位置座標の真値の平均値と、実測値の平均値との差から、検査工程で生じる位置座標の変動値を取得し、この値を用いて被検査試料のパターンの位置座標を補正することにより、検査工程で生じるパターンの位置誤差を低減することができる。また、被検査試料におけるパターンの位置座標の変動値から、被検査試料全体における位置座標変動値のマップを作成することにより、検査工程で生じる被検査試料パターンの位置誤差の分布を把握することができる。
【０１２４】
さらに、本実施の形態では、位置誤差補正手段の光学画像を基に、位置誤差補正手段に設けられたアライメントマークの位置座標を求める。そして、これと、予め求めたアライメントマークの位置座標の真値との差を求める。これにより、ステージ上における位置誤差補正手段の理想的な位置からのずれ量が分かるので、被検査試料と位置誤差補正手段との相対的位置関係も補正することができる。
【０１２５】
実施の形態２．
本実施の形態の検査方法は、実施の形態１で説明した図２と同じ検査装置を用いて実施することができる。但し、実施の形態１では、検査終了後に被検査試料と位置誤差補正手段との相対的位置関係を補正したのに対し、本実施の形態では、かかる相対的位置関係を補正した後に検査を行う点で異なる。
【０１２６】
図１、図２および図７を用いて、本実施の形態の検査方法を説明する。
【０１２７】
図７において、Ｓ２０１では、図１の位置誤差補正手段１０における真値が取得される。具体的には、各アライメントマーク３０の真値と、パターンの各座標位置の真値の平均値とが取得される。尚、真値の平均値は、各パターンの位置座標の真値を求め、次いで、所定領域毎に真値の平均値を求めることで得られる。
【０１２８】
Ｓ２０１は、Ｓ２０４以降の検査工程とは異なる条件下で行われる。すなわち、Ｓ２０１は、検査工程におけるような熱や気流の変動による影響を受けない。真値は、例えば、ライカ社製ＬＭＳ−ＩＰＲＯなどの座標測定装置などによって測定される。
【０１２９】
Ｓ２０１で真値の位置座標を取得した後は、アライメントマーク３１を用いて、マスク１０１をステージ１０２上の所定位置に載置する。具体的には、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたステージ１０２上に、マスク１０１を載置する。次いで、マスク１０１に設けられたアライメントマーク３１を用いて、マスク１０１の位置がステージ１０２上で所望の位置となるよう、ＸＹθ各軸のモータによりステージ１０２の位置を調整する。
【０１３０】
次いで、位置誤差補正手段１０のアライメントマーク３０の位置座標を測定する。そして、これと、Ｓ２０１で求めたアライメントマーク３１の位置座標の真値との差を求めて、第１のずれ量を算出する（Ｓ２０２）。
【０１３１】
Ｓ２０２の工程は、具体的には、次のようにして行われる。
【０１３２】
図２の検査装置１００において、光源１０３からの光を照明光学系１７０を介して位置誤差補正手段１０とマスク１０１に照射する。これらを透過した光は、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像し、次いで、フォトダイオードアレイ１０５で光電変換される。さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換されてから、光学画像として第１のずれ量取得回路１２４へ送られる。また、第１のずれ量取得回路１２４へは、参照回路１１２から参照画像が送られるとともに、位置回路１０７からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータも送られる。さらに、第１のずれ量取得回路１２４には、（Ｓ２０１で取得された）アライメントマークの真値が格納されている。
【０１３３】
第１のずれ量取得回路１２４では、送られたデータを基に、位置誤差補正手段１０に設けられたアライメントマークの位置座標が求められる。次いで、この位置座標と、アライメントマークの位置座標の真値との差を求める。これにより、第１のずれ量、すなわち、位置誤差補正手段１０の理想的な位置からのずれ量が取得される。
【０１３４】
次に、図７のＳ２０３において、第１のずれ量を用いて、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正する。これは、図２の位置補正回路１２６で行われる。
【０１３５】
Ｓ２０３を終えた後は、図７に示すように、検査工程を行う。
【０１３６】
まず、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方について、１ストライプを走査してこれらの画像を取得する（Ｓ２０４）。
【０１３７】
次いで、取得した１ストライプ中において、位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標と、マスク１０１の検査パターンの位置座標とを求める（Ｓ２０５）。
【０１３８】
次に、Ｓ２０６において、（Ｓ２０５で得られた）位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標から、所定領域内での各パターン位置の平均値を算出し、Ｓ１０１で求めた真値の平均値との差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０におけるパターン座標位置の変動値（第２のずれ量）が求められる。尚、Ｓ２０５とＳ２０６は、図２の第２のずれ量取得回路１２５で行われる。
【０１３９】
Ｓ２０４〜Ｓ２０６の各工程は、具体的には、次のようにして行われる。
【０１４０】
図１に示すように、マスク１０１の検査領域は、複数のストライプによって仮想的に分割され、位置誤差補正手段１０におけるパターンもこれらのストライプによって仮想的に分割される。
【０１４１】
図２において、マスク１０１と位置誤差補正手段１０に形成された各パターンに対し、ステージ１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介して、マスク１０１と位置誤差補正手段１０に照射される。ステージ１０２の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。マスク１０１と位置誤差補正手段１０を透過した光は、拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。
【０１４２】
位置誤差補正手段１０は、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置されている。ステージ１０２が−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第１のストライプ２０ａにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。次いで、ステージ１０２が−Ｙ方向にステップ移動した後にＸ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第２のストライプ２０ｂにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。さらに、ステージ１０２が−Ｙ方向に移動した後に−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第３のストライプ２０ｃにおける画像が入力される。以下同様にして、全てのストライプにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。
【０１４３】
フォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。
【０１４４】
ステージ１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータのような駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ステージ１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。
【０１４５】
マスク１０１と位置誤差補正手段１０の各光学画像は、センサ回路１０６から第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。また、参照回路１１２から、これらの参照画像が第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。さらに、位置回路１０７からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータが、第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。
【０１４６】
第２のずれ量取得回路１２５には、（Ｓ２０１で取得された）位置誤差補正手段１０におけるパターン位置座標の真値の平均値が格納されている。
【０１４７】
第２のずれ量取得回路１２５では、送られた各データを基に、位置誤差補正手段１０に設けられた各パターンの位置座標が求められ、次いで、得られた値を用いて、真値の平均値を求めたときと同一の所定領域に含まれるパターンの位置座標の平均値（実測値の平均値）が求められる。そして、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０のパターンについて、検査工程で生じる位置座標の変動値、すなわち、第２のずれ量が取得される。
【０１４８】
次に、Ｓ２０７において、全てのストライプを走査したか否かを判定する。この判定は、図２の制御計算機１１０で行うことができる。走査していないストライプがある場合には、Ｓ２０４に戻って上記工程を繰り返す。一方、全てのストライプを走査し終えた場合には、Ｓ２０８に進む。
【０１４９】
Ｓ２０８では、第２のずれ量を用いて、（Ｓ２０５で得られた）マスク１０１上に設けられた検査パターンの位置座標の実測値を補正する。尚、Ｓ２０８は、図２の位置補正回路１２６で行われる。
【０１５０】
次に、Ｓ２０９において、Ｓ２０６で求めた、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値から、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップを作成する。Ｓ２０９は、図２のマップ作成回路１２７で行われる。Ｓ２０９の後は検査工程を終了する。
【０１５１】
尚、上記の検査工程では、センサ回路１０６からのマスク１０１の光学画像データが比較回路１０８へ送られる。また、マスク１０１のパターンデータも、展開回路１１１および参照回路１１２により参照画像データに変換された後、比較回路１０８へ送られる。さらに、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７へ送られた、ステージ１０２上でのマスク１０１の位置を示すデータも比較回路１０８へ送られる。
【０１５２】
比較回路１０８では、センサ回路１０６から送られた光学画像と、参照回路１１２で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所は欠陥と判定される。次いで、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とが磁気ディスク装置１０９に保存される。また、マップ作成回路１２７で作成されたマップも、同様に磁気ディスク装置１０９に保存される。
【０１５３】
その後、保存されたデータは、実施の形態１で説明したのと同様に、レビュー装置に送られる。レビュー工程を経て判別された欠陥情報は、図２の磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、レビュー装置で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスクは、欠陥情報リストとともに、検査装置１００の外部装置である修正装置に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リストには、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。
【０１５４】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、位置誤差補正手段を設けることで、検査工程で生じるマスクパターンの位置座標の変動値が得られるので、この値を用いてマスクパターンの位置座標を補正することで、パターンの位置誤差を低減することができる。また、位置誤差補正手段に設けられたアライメントマークの位置座標を基に、マスクと位置誤差補正手段との相対的位置関係を補正できるので、マスクパターンのより正確な位置を把握することが可能である。
【０１５５】
実施の形態３．
図８は、本実施の形態の検査装置１００’の構成を示す図である。尚、図８において、図２と同じ符号を付した部分は同じものであることを示している。
【０１５６】
図８において、光学画像取得部Ａは、光源１０３と、水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）および回転方向（θ方向）に移動可能なステージ１０２と、透過照明系を構成する照明光学系１７０と、拡大光学系１０４と、フォトダイオードアレイ１０５と、センサ回路１０６と、レーザ測長システム１２２と、オートローダ１３０とを有する。ステージ１０２上に載置されるマスク１０１は、オートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出されるようになっている。
【０１５７】
ステージ１０２上には、位置誤差補正手段１０が設けられている。位置誤差補正手段１０の表面にはパターンが形成されている。例えば、複数の十字パターンからなるパターンや、複数のラインパターンからなるパターン、複数のコンタクトホールからなるパターンなどが挙げられる。また、位置誤差補正手段１０の表面には、上記パターンの他にも、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正するのに使用するアライメントマークが形成されている。アライメントマークは、実施の形態１の図１で説明したものと同様とすることができる。
【０１５８】
図８において、制御部Ｂでは、検査装置１００’全体の制御を司る制御計算機１１０が、データ伝送路となるバス１２０を介して、位置回路１０７、比較回路１０８、参照回路１１２’、展開回路１１１、第１のずれ量取得回路１２４’、第２のずれ量取得回路１２５、位置補正回路１２６’、マップ作成回路１２７、オートローダ制御回路１１３、テーブル制御回路１１４、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置１０９、磁気テープ装置１１５、フレキシブルディスク装置１１６、ＣＲＴ１１７、パターンモニタ１１８およびプリンタ１１９に接続されている。
【０１５９】
尚、比較回路１０８、第１のずれ量取得回路１２４’、第２のずれ量取得回路１２５、位置補正回路１２６’、マップ作成回路１２７は、それぞれ、本発明の比較部、第１のずれ量取得部、第２のずれ量取得部、位置補正部、マップ作成部の一例である。
【０１６０】
ステージ１０２は、テーブル制御回路１１４によって制御されたＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよびθ軸モータによって駆動される。これらのモータには、例えば、ステップモータを用いることができる。
【０１６１】
ステージ１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７へ送られる。また、センサ回路１０６から出力された光学画像２０４は、位置回路１０７から出力されたステージ１０２上でのマスク１０１の位置を示すデータとともに、比較回路１０８へ送られる。また、光学画像２０４は、第１のずれ量取得回路１２４’と、第２のずれ量取得回路１２５へも送られる。
【０１６２】
データベース方式の基準データとなる設計パターンデータは、磁気ディスク装置１０９に格納されており、検査の進行に合わせて読み出されて展開回路１１１に送られる。次いで、展開回路１１１において、設計パターンデータはイメージデータ（設計画素データ）に変換される。その後、このイメージデータは、参照回路１１２’に送られて、参照画像の生成に用いられる。生成した参照画像は、比較回路１０８へ送られる。
【０１６３】
尚、本実施の形態の検査装置は、図８に示す構成要素以外に、マスクを検査するのに必要な他の公知要素が含まれていてもよい。例えば、後述するレビュー装置を検査装置自身が有していてもよい。
【０１６４】
図９は、本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。
【０１６５】
図９に示すように、設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータ２０１は、階層化されたフォーマットの設計中間データ２０２に変換される。設計中間データ２０２には、レイヤ（層）毎に作成されて各マスクに形成されるパターンデータが格納される。ここで、一般に、検査装置は、設計中間データ２０２を直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、検査装置の製造メーカー毎に、異なるフォーマットデータが用いられている。このため、設計中間データ２０２は、レイヤ毎に各検査装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に検査装置１００’に入力される。この場合、フォーマットデータ２０３は、検査装置１００’に固有のデータとすることができるが、描画装置と互換性のあるデータとすることもできる。
【０１６６】
本実施の形態では、ダイ−トゥ−データベース方式による検査方法を述べる。したがって、被検査試料の光学画像と比較される基準画像は、描画データ（設計パターンデータ）をベースに作成された参照画像である。但し、本実施の形態の検査装置は、ダイ−トゥ−ダイ方式による検査方法にも適用可能であり、その場合の基準画像は、検査の対象となる光学画像とは異なる光学画像になる。
【０１６７】
図１０に示すように、検査工程は、光学画像取得工程（Ｓ１）と、参照画像取得工程を構成する、設計パターンデータの記憶工程（Ｓ２）、展開工程（Ｓ３）、フィルタ処理工程（Ｓ４）および第１の位置補正工程（Ｓ６）と、第１のずれ量および第２のずれ量の取得工程（Ｓ５）と、第２の位置補正工程（Ｓ７）と、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップ作成工程（Ｓ８）と、光学画像と参照画像の比較工程（Ｓ９）とを有する。第１の位置補正工程（Ｓ６）は、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正する工程である。また、第２の位置補正工程（Ｓ７）は、マスクパターンの位置座標を補正する工程である。
【０１６８】
＜光学画像取得工程＞
図１０において、Ｓ１の光学画像取得工程では、図８の光学画像取得部Ａが、マスク１０１の光学画像（以下、測定データとも称する。）と、位置誤差補正手段１０の光学画像とを取得する。ここで、マスク１０１の光学画像は、設計パターンに含まれる図形データに基づく図形が描画されたマスクの画像である。また、位置誤差補正手段１０の光学画像は、アライメントマーク３０の画像と、位置誤差を補正するための基準となるパターンを形成する図形の画像である。
【０１６９】
光学画像の具体的な取得方法は、例えば、次に示す通りである。
【０１７０】
被検査試料となるマスク１０１は、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたステージ１０２上に載置される。このとき、マスク１０１に設けられたアライメントマークを用いて、ステージ１０２上の所望の位置にマスク１０１が載置されるよう、ＸＹθ各軸のモータによりステージ１０２の位置を調整する。
【０１７１】
ステージ１０２上には、位置誤差補正手段１０が設けられている。マスク１０１の検査領域は、複数のストライプによって仮想的に分割され、位置誤差補正手段１０におけるパターンもこれらのストライプによって仮想的に分割される。
【０１７２】
マスク１０１と位置誤差補正手段１０に形成された各パターンに対し、ステージ１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介してマスク１０１と位置誤差補正手段１０に照射される。ステージ１０２の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。マスク１０１と位置誤差補正手段１０を透過した光は、拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。
【０１７３】
拡大光学系１０４は、図示しない自動焦点機構によって自動的に焦点調整がなされるよう構成されていてもよい。また、位置誤差補正手段１０は、バネ機構などによって上下に可動な構造とすることができる。この構造によれば、厚みの異なるマスク１０１を被検査試料とする場合、位置誤差補正手段１０の位置を調整して、マスク１０１の高さと位置誤差補正手段１０の高さを一致させることができる。
【０１７４】
位置誤差補正手段１０は、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置されている。ステージ１０２が−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第１のストライプ２０ａにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。次いで、ステージ１０２が−Ｙ方向にステップ移動した後にＸ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第２のストライプ２０ｂにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。さらに、ステージ１０２が−Ｙ方向に移動した後に−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第３のストライプ２０ｃにおける画像が入力される。以下同様にして、全てのストライプにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。
【０１７５】
フォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。フォトダイオードアレイ１０５には、画像センサが配置されている。本実施の形態の画像センサとしては、例えば、撮像素子としてのＣＣＤカメラを一列に並べたラインセンサが用いられる。ラインセンサの例としては、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサが挙げられる。ステージ１０２がＸ軸方向に連続的に移動しながら、ＴＤＩセンサによってマスク１０１のパターンが撮像される。ここで、光源１０３、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６により高倍率の検査光学系が構成される。
【０１７６】
ステージ１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータのような駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ステージ１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。また、ステージ１０２上のマスク１０１は、オートローダ制御回路１１３により駆動されるオートローダ１３０から自動的に搬送され、検査終了後には自動的に排出されるようになっている。
【０１７７】
以上のようにして光学画像取得工程（Ｓ１）で得られた光学画像は、図８の比較回路１０８と、第１のずれ量取得回路１２４’と、第２のずれ量取得回路１２５とへ送られる。
【０１７８】
＜記憶工程＞
図１０において、Ｓ２は記憶工程であり、マスク１０１のパターン形成時に用いた設計パターンデータと、位置誤差補正手段１０のパターンデータとが、記憶装置（記憶部）の一例である磁気ディスク装置１０９に記憶される。
【０１７９】
設計パターンに含まれる図形は、長方形や三角形を基本図形としたものである。磁気ディスク装置１０９には、例えば、図形の基準位置における座標、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報であって、各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納される。また、位置誤差補正手段１０のパターンを構成する図形は、例えば、十字形状やライン形状などとすることができる。
【０１８０】
一般に、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合をクラスタまたはセルと称する。記憶工程では、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、幅が数百μｍであって、長さがマスクのＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域（ストライプ）に配置される。
【０１８１】
＜展開工程＞
図１０のＳ３は展開工程である。この工程においては、図９の展開回路１１１が、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して各パターンデータを読み出し、読み出されたデータを２値ないしは多値のイメージデータに変換する。その後、これらのイメージデータは参照回路１１２’へ送られる。
【０１８２】
上記において、展開回路１１１は、パターンデータを図形毎のデータにまで展開し、その図形データの図形形状を示す図形コード、図形寸法などを解釈する。そして、所定の量子化寸法のグリッドを単位とするマス目内に配置されるパターンとして２値ないしは多値のイメージデータを展開する。展開されたイメージデータは、センサ画素に相当する領域（マス目）毎に図形が占める占有率を演算する。各画素内の図形占有率は画素値となる。
【０１８３】
＜フィルタ処理工程＞
図１０のＳ４は、フィルタ処理工程である。この工程では、参照回路１１２’によって、送られてきた図形のイメージデータに適切なフィルタ処理が施される。
【０１８４】
センサ回路１０６から得られた光学画像としての測定データは、拡大光学系１０４の解像特性やフォトダイオードアレイ１０５のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態、言い換えれば連続的に変化するアナログ状態にある。一方、設計側のイメージデータは、画像強度（濃淡値）がデジタル値となっている。そこで、実施の形態１で説明した図５に示すように、イメージデータにもフィルタ処理を施すことで、測定データにイメージデータを合わせることができる。このようにして得られた参照画像は、第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。
【０１８５】
＜ずれ量取得工程＞
図１０のＳ５は、第１のずれ量と第２のずれ量の取得工程である。この工程は、具体的には次のようにして行われる。
【０１８６】
図１０の光学画像取得工程（Ｓ１）で得られた光学画像は、図８のセンサ回路１０６から第１のずれ量取得回路１２４’と第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。また、図１０のＳ４で得られた参照画像も、図９の参照回路１１２’から第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。さらに、図９において、位置回路１０７からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータが、第１のずれ量取得回路１２４’と第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。
【０１８７】
第１のずれ量取得回路１２４’には、位置誤差補正手段１０におけるアライメントマークの真値、すなわち、ライカ社製ＬＭＳ−ＩＰＲＯなどの座標測定装置などを用いて測定された位置座標が格納されている。一方、第２のずれ量取得回路１２５には、位置誤差補正手段１０におけるパターン位置座標の真値の平均値が格納されている。真値の平均値は、例えば、上記と同様の座標測定装置によって各パターンの位置座標の真値を求め、次いで、所定領域毎に真値の平均値を求めることで得られる。
【０１８８】
第１のずれ量取得回路１２４’では、送られたデータを基に、位置誤差補正手段１０に設けられたアライメントマークの位置座標が求められる。次いで、この位置座標と、アライメントマークの位置座標の真値との差を求める。これにより、第１のずれ量、すなわち、位置誤差補正手段１０の理想的な位置からのずれ量が取得される。
【０１８９】
第２のずれ量取得回路１２５では、送られた各データを基に、位置誤差補正手段１０に設けられた各パターンの位置座標が求められ、次いで、得られた値を用いて、真値の平均値を求めたときと同一の所定領域に含まれるパターンの位置座標の平均値（実測値の平均値）が求められる。そして、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０のパターンについて、検査工程で生じる位置座標の変動値、すなわち、第２のずれ量が取得される。
【０１９０】
第２のずれ量の取得はストライプ毎に行われる。したがって、第１のずれ量を取得し、また、全てのストライプについて第２のずれ量を取得したところで、図１０のＳ５を終える。
【０１９１】
＜第１の位置補正工程＞
図１０のＳ６は、第１の位置補正工程である。この工程では、Ｓ５で求めた第１のずれ量を基に、Ｓ４で得られた参照画像の位置座標を補正する。すなわち、図９の第１のずれ量取得回路１２４’で得られた第１のずれ量の値は、参照回路１１２’へ送られる。そして、参照回路１１２’において、第１のずれ量を用いて、位置誤差補正手段１０とマスク１０１との相対的な位置関係が補正された参照画像が作成される。この補正は、例えば、次のようにして行うことができる。
【０１９２】
位置誤差補正手段１０のパターンデータを所定の領域単位に分け、第１のずれ量に合わせてパターンデータを領域単位で補正する。第１のずれ量は、Ｘ方向の変位量、Ｙ方向の変位量およびθ方向の変位量（回転量）によって構成されるので、各領域単位をこれらの変位量にしたがって動かす。領域単位を小さくすれば、より小さな変位量にも対応可能となるので、補正の精度を上げることができる。
【０１９３】
＜第２の位置補正工程＞
図１０のＳ７は、第２の位置補正工程である。この工程は、図９の位置補正回路１２６’で行われる。位置補正回路１２６’には、第２のずれ量取得回路１２５から第２のずれ量が送られる。そして、この値を用いて、マスク１０１上の各パターンの位置が補正される。
【０１９４】
＜マップ作成工程＞
図１０のＳ８は、マップ作成工程である。この工程は、具体的には次のようにして行われる。図９において、位置補正回路１２６’で得られた、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値は、マップ作成回路１２７へ送られる。マップ作成回路１２７では、これらの変動値を基に、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップが作成される。作成されたマップは、マスク検査結果２０５として磁気ディスク装置１０９に保存される。
【０１９５】
＜比較工程＞
図１０のＳ９は、比較工程である。この工程は、具体的には、次のようにして行われる。
【０１９６】
図９において、（図１０のＳ１で取得された）センサ回路１０６からのマスク１０１の光学画像データは、比較回路１０８へ送られる。また、マスク１０１のパターンデータも、展開回路１１１および参照回路１１２’により、参照画像データに変換され、さらに第１の位置補正が行われた後、比較回路１０８へ送られる。また、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７へ送られた、ステージ１０２上でのマスク１０１の位置を示すデータも比較回路１０８へ送られる。
【０１９７】
比較回路１０８では、センサ回路１０６から送られた光学画像と、参照回路１１２’で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所は欠陥と判定される。次いで、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とが磁気ディスク装置１０９に保存される。
【０１９８】
尚、欠陥判定は、次の２種類の方法により行うことができる。１つは、参照画像における輪郭線の位置と、光学画像における輪郭線の位置との間に、所定の閾値寸法を超える差が認められる場合に欠陥と判定する方法である。他の１つは、参照画像におけるパターンの線幅と、光学画像におけるパターンの線幅との比率が所定の閾値を超える場合に欠陥と判定する方法である。この方法では、参照画像におけるパターン間の距離と、光学画像におけるパターン間の距離との比率を対象としてもよい。
【０１９９】
上記の通り、比較回路１０８における判定結果、すなわち、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とは、磁気ディスク装置１０９に保存される。また、マップ作成回路１２７で作成されたマップも、同様に磁気ディスク装置１０９に保存される。その後、これらのデータはレビュー装置に送られ、オペレータによるレビューによって修正の要否が判断される。このとき、オペレータは、欠陥判定の根拠となった参照画像と、欠陥が含まれる光学画像とを見比べてレビューする。
【０２００】
レビュー工程を経て判別された欠陥情報は、図８の磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、レビュー工程で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスクは、欠陥情報リストとともに、検査装置１００’の外部装置である修正装置に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リスト２０７には、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。
【０２０１】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、位置誤差補正手段を設けることで、検査工程で生じるマスクパターンの位置座標の変動値が得られるので、この値を用いてマスクパターンの位置座標を補正することで、パターンの位置誤差を低減することができる。また、位置誤差補正手段に設けられたアライメントマークの位置座標を基に、マスクと位置誤差補正手段との相対的位置関係を補正できるので、マスクパターンのより正確な位置を把握することが可能である。
【０２０２】
実施の形態４．
本実施の形態の検査方法は、図１７の検査装置を用いて実施することができる。尚、図１７で図２と同じ符号を付した部分は同じものであることを示しているので、詳細な説明は省略する。
【０２０３】
実施の形態１〜３では、位置誤差補正手段に設けられたアライメントマークを用いて、被検査試料と位置誤差補正手段との相対的位置関係を補正した。これに対し、本実施の形態では、上記アライメントマークを用いずに補正する点で上記何れの実施の形態とも異なる。
【０２０４】
図１、図１１および図１７を用いて、本実施の形態の検査方法を説明する。
【０２０５】
本実施の形態においても、実施の形態１の図１で説明したのと同様に、位置誤差補正手段１０に設けられたパターンは、マスク１０１上の検査領域を分割するストライプと同一のストライプ、すなわち、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉまでの９つのストライプによって仮想的に分割される。
【０２０６】
まず、マスク１０１上に設けられたアライメントマークを用いて、マスク１０１をステージ１０２上の所定位置に載置する。具体的には、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたステージ１０２上に、マスク１０１を載置する。次いで、マスク１０１に設けられたアライメントマークを用いて、マスク１０１の位置がステージ１０２上で所望の位置となるよう、ＸＹθ各軸のモータによりステージ１０２の位置を調整する。
【０２０７】
次に、図１１のＳ３０１において、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の光学画像を取得する。このとき、これらの全てのストライプを走査するのではなく、所定の間隔を置いて抽出されたストライプのみを走査する。
【０２０８】
例えば、図１では、マスク１０１上の検査領域が、Ｙ方向に向かって、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉまでの９つのストライプによって仮想的に分割されている。同様に、位置誤差補正手段１０のパターンについても、同じストライプ、すなわち、第１のストライプ２０ａから第９のストライプ２０ｉによって仮想的に分割されている。
【０２０９】
図１１のＳ３０１では、第１のストライプ２０ａ、第３のストライプ２０ｃ、第５のストライプ２０ｅ、第７のストライプ２０ｇおよび第９のストライプ２０ｉを抽出し、マスク１０１の検査領域と、位置誤差補正手段１０の両方について、これらのストライプが連続的に走査されるようにステージ１０２を移動させる。
【０２１０】
尚、抽出するストライプの数は、特に限定されるものではないが、数が多くなれば、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係の補正精度が向上する一方、Ｓ３０１に要する時間が長くなるので、両者を比較考量して決定することが好ましい。また、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の全体に渡って平均してストライプを抽出するのがよく、部分的な偏りを持って抽出するのは補正精度を低下させることになるため好ましくない。
【０２１１】
図１７の検査装置１００’’によれば、実施の形態１で説明したのと同様にして、参照画像が作成される。具体的には、マスク１０１のパターン形成時に用いた設計パターンデータと、位置誤差補正手段１０のパターンデータとが、磁気ディスク装置１０９に記憶されている。展開回路１１１は、磁気ディスク装置１０９から制御計算機１１０を通して各パターンデータを読み出し、読み出されたデータを２値ないしは多値のイメージデータに変換する。その後、これらのイメージデータは参照回路１１２’’へ送られる。参照回路１１２’’では、展開回路１１１から送られてきた図形のイメージデータに適切なフィルタ処理が施される。以上のようにして、光学画像と比較する参照画像が作成される。
【０２１２】
Ｓ３０１で取得された光学画像は、センサ回路１０６から第１のずれ量取得回路１２４’’へ送られる。一方、参照回路１１２’’で作成された参照画像も第１のずれ量取得回路１２４’’へ送られる。さらに、位置回路１０７からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータも第１のずれ量取得回路１２４’’へ送られる。
【０２１３】
第１のずれ量取得回路１２４’’では、図１１のＳ３０２が行われる。すなわち、Ｓ３０１で取得した光学画像と、これに対応する参照画像とが重ね合わされ、これによって、位置誤差補正手段１０の理想的な位置からのずれ量、すなわち、第１のずれ量が求められる。
【０２１４】
第１のずれ量取得回路１２４’’で求められた第１のずれ量の値は、位置補正回路１２６へ送られる。そして、位置補正回路１２６において、図１１のＳ３０３が行われる。すなわち、第１のずれ量を用いて、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係が補正される。
【０２１５】
位置補正回路１２６では、第１のずれ量を用いて、位置誤差補正手段１０とマスク１０１との相対的な位置関係が補正される。
【０２１６】
図１１において、Ｓ３０３を終えた後は検査工程を行う。
【０２１７】
まず、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方について、１ストライプを走査してこれらの画像を取得する（Ｓ３０４）。
【０２１８】
次いで、取得した１ストライプ中において、位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標と、マスク１０１の検査パターンの位置座標とを求める（Ｓ３０５）。
【０２１９】
次に、Ｓ３０６において、（Ｓ３０５で得られた）位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標から、所定領域内での各パターン位置の平均値を算出し、予め求めた真値の平均値との差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０におけるパターン座標位置の変動値（第２のずれ量）が求められる。尚、Ｓ３０５とＳ３０６は、図８の第２のずれ量取得回路１２５で行われる。
【０２２０】
Ｓ３０４〜Ｓ３０６の各工程は、具体的には、次のようにして行われる。
【０２２１】
図１７において、マスク１０１と位置誤差補正手段１０に形成された各パターンに対し、ステージ１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介して、マスク１０１と位置誤差補正手段１０に照射される。ステージ１０２の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。マスク１０１と位置誤差補正手段１０を透過した光は、拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。
【０２２２】
位置誤差補正手段１０は、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置されている。ステージ１０２が−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第１のストライプ２０ａにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。次いで、ステージ１０２が−Ｙ方向にステップ移動した後にＸ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第２のストライプ２０ｂにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。さらに、ステージ１０２が−Ｙ方向に移動した後に−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第３のストライプ２０ｃにおける画像が入力される。以下同様にして、全てのストライプにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。
【０２２３】
フォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。
【０２２４】
ステージ１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータのような駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ステージ１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。
【０２２５】
マスク１０１と位置誤差補正手段１０の各光学画像は、センサ回路１０６から第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。また、参照回路１１２’’から、これらの参照画像が第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。さらに、位置回路１０７からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータが、第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。
【０２２６】
また、第２のずれ量取得回路１２５には、位置誤差補正手段１０におけるパターン位置座標の真値の平均値が格納されている。この値は、実施の形態１と同様にして求めることができる。すなわち、熱や気流の変動による影響を受けない工程において、ライカ社製ＬＭＳ−ＩＰＲＯなどの座標測定装置などを用いて、位置誤差補正手段１０上の各パターンの正確な位置が測定される。これにより、各パターンの位置座標の真値が求められるので、所定領域毎にこれらの平均値を求めることで、真値の平均値が得られる。
【０２２７】
第２のずれ量取得回路１２５では、送られた各データを基に、位置誤差補正手段１０に設けられた各パターンの位置座標が求められ、次いで、得られた値を用いて、真値の平均値を求めたときと同一の所定領域に含まれるパターンの位置座標の平均値（実測値の平均値）が求められる。そして、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０のパターンについて、検査工程で生じる位置座標の変動値、すなわち、第２のずれ量が取得される。
【０２２８】
次に、Ｓ３０７において、全てのストライプを走査したか否かを判定する。この判定は、図１７の制御計算機１１０で行うことができる。走査していないストライプがある場合には、Ｓ３０４に戻って上記工程を繰り返す。一方、全てのストライプを走査し終えた場合には、Ｓ３０８に進む。
【０２２９】
Ｓ３０８では、第２のずれ量を用いて、（Ｓ３０５で得られた）マスク１０１上に設けられた検査パターンの位置座標の実測値を補正する。尚、Ｓ３０８は、図１７の位置補正回路１２６で行われる。
【０２３０】
次に、Ｓ３０９において、Ｓ３０６で求めた、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値から、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップを作成する。Ｓ３０９は、図１７のマップ作成回路１２７で行われる。Ｓ３０９の後は検査工程を終了する。
【０２３１】
尚、上記の検査工程では、センサ回路１０６からのマスク１０１の光学画像データが比較回路１０８へ送られる。また、マスク１０１のパターンデータも、展開回路１１１および参照回路１１２’’により参照画像データに変換された後、比較回路１０８へ送られる。さらに、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７へ送られた、ステージ１０２上でのマスク１０１の位置を示すデータも比較回路１０８へ送られる。
【０２３２】
比較回路１０８では、センサ回路１０６から送られた光学画像と、参照回路１１２’’で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所は欠陥と判定される。次いで、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とが磁気ディスク装置１０９に保存される。また、マップ作成回路１２７で作成されたマップも、同様に磁気ディスク装置１０９に保存される。
【０２３３】
その後、保存されたデータは、実施の形態１で説明したのと同様に、レビュー装置に送られる。レビュー工程を経て判別された欠陥情報は、図１７の磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、レビュー装置で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスクは、欠陥情報リストとともに、検査装置１００’’の外部装置である修正装置に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リストには、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。
【０２３４】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、位置誤差補正手段を設けることで、検査工程で生じるマスクパターンの位置座標の変動値が得られるので、この値を用いてマスクパターンの位置座標を補正することで、パターンの位置誤差を低減することができる。また、検査前に、位置誤差補正手段とマスクを部分的に走査して光学画像を取得し、これらを重ね合わせることで、マスクと位置誤差補正手段との相対的位置関係を補正できるので、マスクパターンのより正確な位置を把握することが可能である。
【０２３５】
実施の形態５．
実施の形態１〜３では、位置誤差補正手段に設けられたアライメントマークを用いて、被検査試料と位置誤差補正手段との相対的位置関係を補正した。これに対し、本実施の形態では、上記アライメントマークではなく荷重センサを用いて補正をすることを特徴とする。
【０２３６】
本実施の形態の検査方法は、実施の形態１で説明した図２の検査装置１００を用いて実施することができる。以下では、図２、図１２および図１３を用いて、本実施の形態の検査方法を説明する。
【０２３７】
まず、図２において、マスク１０１上に設けられたアライメントマークを用いて、マスク１０１をステージ１０２上の所定位置に載置する。具体的には、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたステージ１０２上に、マスク１０１を載置する。次いで、マスク１０１に設けられたアライメントマークを用いて、マスク１０１の位置がステージ１０２上で所望の位置となるよう、ＸＹθ各軸のモータによりステージ１０２の位置を調整する。
【０２３８】
次に、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正する。
【０２３９】
本実施の形態では、図１２に示すように、ステージ１０２に荷重センサ４０が配置されている。荷重センサ４０は、ステージ１０２の全体に配置されている必要はなく、マスク１０１のエッジが配置されると想定される箇所付近に配置されていればよい。
【０２４０】
荷重センサ４０は、圧電体の表裏面に電極膜が設けられ、さらにこの電極膜に配線が接続された圧電センサとすることができる。圧電体の厚み方向に荷重がかかると、圧電体は誘電分極を起こして電極膜に電荷を生じる。すると、配線を通じて回路に電流が流れるので、電流値を測定することで、センサに加えられた荷重を知ることができる。測定は、例えば、次のようにして行うことができる。
【０２４１】
圧電センサに生じる電荷Ｑと、センサに加えられた荷重Ｗとの間には、Ｑ＝ａＷ（ａは比例定数）の関係がある。したがって、電流Ｉは、Ｉ＝ａ（ｄＷ／ｄｔ）（ｔは時間）によって表される。この電流Ｉは、電圧計の入力インピーダンスを介して計測される。例えば、圧電センサの電極膜に接続する配線を電圧記録計に接続すると、荷重速度ｄＷ／ｄｔに比例する出力が得られる。したがって、ｄＷ／ｄｔを積分することで、荷重Ｗに比例した波形を得ることができる。
【０２４２】
本実施の形態では、図１３に示すように、まず、荷重センサ４０によってマスク１０１の位置を検出する（Ｓ４０１）。例えば、加重センサ４０のそれぞれについて、電圧記録計に記録された出力値から荷重Ｗの値を知ることができるので、これらの値から、各荷重センサ４０上におけるマスク１０１の有無や、各荷重センサ４０からマスク１０１までの距離を把握して、ステージ１０２上でのマスク１０１の位置を求めることができる。
【０２４３】
マスク１０１の位置が分かれば、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係が分かるので、位置誤差補正手段１０の理想的な位置からのずれ量、すなわち、第１のずれ量も分かる（Ｓ４０２）。次いで、この第１のずれ量を用いて、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正する（Ｓ４０３）。
【０２４４】
図１３において、Ｓ４０３を終えた後は検査工程を行う。
【０２４５】
まず、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方について、１ストライプを走査してこれらの画像を取得する（Ｓ４０４）。
【０２４６】
次いで、取得した１ストライプ中において、位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標と、マスク１０１の検査パターンの位置座標とを求める（Ｓ４０５）。
【０２４７】
次に、Ｓ４０６において、（Ｓ４０５で得られた）位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標から、所定領域内での各パターン位置の平均値を算出し、予め求めた真値の平均値との差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０におけるパターン座標位置の変動値（第２のずれ量）が求められる。尚、Ｓ４０５とＳ４０６は、図２の第２のずれ量取得回路１２５で行われる。
【０２４８】
Ｓ４０４〜Ｓ４０６の各工程は、具体的には、次のようにして行われる。
【０２４９】
図２において、マスク１０１と位置誤差補正手段１０に形成された各パターンに対し、ステージ１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介して、マスク１０１と位置誤差補正手段１０に照射される。ステージ１０２の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。マスク１０１と位置誤差補正手段１０を透過した光は、拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。
【０２５０】
位置誤差補正手段１０は、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置されている。ステージ１０２が−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第１のストライプ２０ａにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。次いで、ステージ１０２が−Ｙ方向にステップ移動した後にＸ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第２のストライプ２０ｂにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。さらに、ステージ１０２が−Ｙ方向に移動した後に−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第３のストライプ２０ｃにおける画像が入力される。以下同様にして、全てのストライプにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。
【０２５１】
フォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。
【０２５２】
ステージ１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータのような駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ステージ１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。
【０２５３】
マスク１０１と位置誤差補正手段１０の各光学画像は、センサ回路１０６から第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。また、参照回路１１２から、これらの参照画像が第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。さらに、位置回路１０７からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータが、第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。
【０２５４】
また、第２のずれ量取得回路１２５には、位置誤差補正手段１０におけるパターン位置座標の真値の平均値が格納されている。この値は、実施の形態１と同様にして求めることができる。すなわち、熱や気流の変動による影響を受けない工程において、ライカ社製ＬＭＳ−ＩＰＲＯなどの座標測定装置などを用いて、位置誤差補正手段１０上の各パターンの正確な位置が測定される。これにより、各パターンの位置座標の真値が求められるので、所定領域毎にこれらの平均値を求めることで、真値の平均値が得られる。
【０２５５】
第２のずれ量取得回路１２５では、送られた各データを基に、位置誤差補正手段１０に設けられた各パターンの位置座標が求められ、次いで、得られた値を用いて、真値の平均値を求めたときと同一の所定領域に含まれるパターンの位置座標の平均値（実測値の平均値）が求められる。そして、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０のパターンについて、検査工程で生じる位置座標の変動値、すなわち、第２のずれ量が取得される。
【０２５６】
次に、Ｓ４０７において、全てのストライプを走査したか否かを判定する。この判定は、図２の制御計算機１１０で行うことができる。走査していないストライプがある場合には、Ｓ４０４に戻って上記工程を繰り返す。一方、全てのストライプを走査し終えた場合には、Ｓ４０８に進む。
【０２５７】
Ｓ４０８では、第２のずれ量を用いて、（Ｓ４０５で得られた）マスク１０１上に設けられた検査パターンの位置座標の実測値を補正する。尚、Ｓ４０８は、図２の位置補正回路１２６で行われる。
【０２５８】
次に、Ｓ４０９において、Ｓ４０６で求めた、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値から、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップを作成する。Ｓ４０９は、図２のマップ作成回路１２７で行われる。Ｓ４０９の後は検査工程を終了する。
【０２５９】
尚、上記の検査工程では、センサ回路１０６からのマスク１０１の光学画像データが比較回路１０８へ送られる。また、マスク１０１のパターンデータも、展開回路１１１および参照回路１１２により参照画像データに変換された後、比較回路１０８へ送られる。さらに、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７へ送られた、ステージ１０２上でのマスク１０１の位置を示すデータも比較回路１０８へ送られる。
【０２６０】
比較回路１０８では、センサ回路１０６から送られた光学画像と、参照回路１１２で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所は欠陥と判定される。次いで、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とが磁気ディスク装置１０９に保存される。また、マップ作成回路１２７で作成されたマップも、同様に磁気ディスク装置１０９に保存される。
【０２６１】
その後、保存されたデータは、実施の形態１で説明したのと同様に、レビュー装置に送られる。レビュー工程を経て判別された欠陥情報は、図２の磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、レビュー装置で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスクは、欠陥情報リストとともに、検査装置１００の外部装置である修正装置に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リストには、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。
【０２６２】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、位置誤差補正手段を設けることで、検査工程で生じるマスクパターンの位置座標の変動値が得られるので、この値を用いてマスクパターンの位置座標を補正することで、パターンの位置誤差を低減することができる。また、検査前に、ステージに配置された荷重センサからマスクの位置を測定し、その結果を用いて、マスクと位置誤差補正手段との相対的位置関係を補正するので、マスクパターンのより正確な位置を把握することが可能である。
【０２６３】
実施の形態６．
実施の形態１〜３では、位置誤差補正手段に設けられたアライメントマークを用いて、被検査試料と位置誤差補正手段との相対的位置関係を補正した。これに対し、本実施の形態では、上記アライメントマークではなく距離センサを用いて補正をすることを特徴とする。
【０２６４】
本実施の形態の検査方法は、実施の形態１で説明した図２の検査装置１００を用いて実施することができる。以下では、図２、図１４および図１５を用いて、本実施の形態の検査方法を説明する。
【０２６５】
まず、マスク１０１上に設けられたアライメントマークを用いて、マスク１０１をステージ１０２上の所定位置に載置する。具体的には、ＸＹθ各軸のモータによって水平方向および回転方向に移動可能に設けられたステージ１０２上に、マスク１０１を載置する。次いで、マスク１０１に設けられたアライメントマークを用いて、マスク１０１の位置がステージ１０２上で所望の位置となるよう、ＸＹθ各軸のモータによりステージ１０２の位置を調整する。
【０２６６】
次に、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正する。
【０２６７】
位置誤差補正手段１０は、実施の形態１〜５と同様に、ステージ１０２の上に固定されている。さらに、本実施の形態では、図１４に示すように、位置誤差補正手段１０のマスク１０１と対向する面に、距離センサ５０が設けられていることを特徴とする。
【０２６８】
距離センサ５０の内部には、例えば、ＬＥＤまたはレーザダイオードなどの光源と、受光素子とが設けられている。光源からの光は、ステージ１０２にあたって反射され、受光素子で受光される。この反射光を距離に換算することで、位置誤差補正手段１０からマスク１０２までの距離を求めることができる。
【０２６９】
位置誤差補正手段１０には、複数の距離センサ５０が設けられており、これらの距離センサ５０によって、位置誤差補正手段１０からマスク１０２までの距離を所定の間隔で測定する。これにより、ステージ１０２上でのマスク１０１の位置を求めることができる。本実施の形態では、図１５のＳ５０１において、この方法によりマスク１０１の位置を検出する。
【０２７０】
マスク１０１の位置が分かれば、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係が分かるので、位置誤差補正手段１０の理想的な位置からのずれ量、すなわち、第１のずれ量も分かる（Ｓ５０２）。次いで、この第１のずれ量を用いて、マスク１０１と位置誤差補正手段１０との相対的位置関係を補正する（Ｓ５０３）。
【０２７１】
図１５において、Ｓ５０３を終えた後は検査工程を行う。
【０２７２】
まず、位置誤差補正手段１０とマスク１０１の双方について、１ストライプを走査してこれらの画像を取得する（Ｓ５０４）。
【０２７３】
次いで、取得した１ストライプ中において、位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標と、マスク１０１の検査パターンの位置座標とを求める（Ｓ５０５）。
【０２７４】
次に、Ｓ４０６において、（Ｓ５０５で得られた）位置誤差補正手段１０の各パターンの位置座標から、所定領域内での各パターン位置の平均値を算出し、予め求めた真値の平均値との差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０におけるパターン座標位置の変動値（第２のずれ量）が求められる。尚、Ｓ５０５とＳ５０６は、図２の第２のずれ量取得回路１２５で行われる。
【０２７５】
Ｓ５０４〜Ｓ５０６の各工程は、具体的には、次のようにして行われる。
【０２７６】
図２において、マスク１０１と位置誤差補正手段１０に形成された各パターンに対し、ステージ１０２の上方に配置された光源１０３から光が照射される。より詳しくは、光源１０３から照射される光束が、照明光学系１７０を介して、マスク１０１と位置誤差補正手段１０に照射される。ステージ１０２の下方には、拡大光学系１０４、フォトダイオードアレイ１０５およびセンサ回路１０６が配置されている。マスク１０１と位置誤差補正手段１０を透過した光は、拡大光学系１０４を介して、フォトダイオードアレイ１０５に光学像として結像する。
【０２７７】
位置誤差補正手段１０は、そのストライプの配列方向がステージの移動方向（Ｘ方向）に対して垂直となるように配置されている。ステージ１０２が−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第１のストライプ２０ａにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。次いで、ステージ１０２が−Ｙ方向にステップ移動した後にＸ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第２のストライプ２０ｂにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。さらに、ステージ１０２が−Ｙ方向に移動した後に−Ｘ方向に移動すると、マスク１０１と位置誤差補正手段１０の第３のストライプ２０ｃにおける画像が入力される。以下同様にして、全てのストライプにおける画像がフォトダイオードアレイに入力される。
【０２７８】
フォトダイオードアレイ１０５上に結像したパターンの像は、フォトダイオードアレイ１０５によって光電変換され、さらにセンサ回路１０６によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換される。
【０２７９】
ステージ１０２は、制御計算機１１０の制御の下、テーブル制御回路１１４によって駆動され、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に駆動する３軸（Ｘ−Ｙ−θ）モータのような駆動系によって移動可能となっている。これらの、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータ、θ軸モータには、例えばステップモータを用いることができる。そして、ステージ１０２の移動位置は、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７に送られる。
【０２８０】
マスク１０１と位置誤差補正手段１０の各光学画像は、センサ回路１０６から第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。また、参照回路１１２から、これらの参照画像が第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。さらに、位置回路１０７からは、レーザ測長システム１２２により測定されたステージ１０２の移動位置を示すデータが、第２のずれ量取得回路１２５へ送られる。
【０２８１】
また、第２のずれ量取得回路１２５には、位置誤差補正手段１０におけるパターン位置座標の真値の平均値が格納されている。この値は、実施の形態１と同様にして求めることができる。すなわち、熱や気流の変動による影響を受けない工程において、ライカ社製ＬＭＳ−ＩＰＲＯなどの座標測定装置などを用いて、位置誤差補正手段１０上の各パターンの正確な位置が測定される。これにより、各パターンの位置座標の真値が求められるので、所定領域毎にこれらの平均値を求めることで、真値の平均値が得られる。
【０２８２】
第２のずれ量取得回路１２５では、送られた各データを基に、位置誤差補正手段１０に設けられた各パターンの位置座標が求められ、次いで、得られた値を用いて、真値の平均値を求めたときと同一の所定領域に含まれるパターンの位置座標の平均値（実測値の平均値）が求められる。そして、＜真値の平均値＞と＜実測値の平均値＞の差を算出する。これにより、位置誤差補正手段１０のパターンについて、検査工程で生じる位置座標の変動値、すなわち、第２のずれ量が取得される。
【０２８３】
次に、Ｓ５０７において、全てのストライプを走査したか否かを判定する。この判定は、図２の制御計算機１１０で行うことができる。走査していないストライプがある場合には、Ｓ５０４に戻って上記工程を繰り返す。一方、全てのストライプを走査し終えた場合には、Ｓ５０８に進む。
【０２８４】
Ｓ５０８では、第２のずれ量を用いて、（Ｓ５０５で得られた）マスク１０１上に設けられた検査パターンの位置座標の実測値を補正する。尚、Ｓ５０８は、図２の位置補正回路１２６で行われる。
【０２８５】
次に、Ｓ５０９において、Ｓ５０６で求めた、マスク１０１におけるパターンの位置座標の変動値から、マスクパターン全体における位置座標変動値のマップを作成する。Ｓ５０９は、図２のマップ作成回路１２７で行われる。Ｓ５０９の後は検査工程を終了する。
【０２８６】
尚、上記の検査工程では、センサ回路１０６からのマスク１０１の光学画像データが比較回路１０８へ送られる。また、マスク１０１のパターンデータも、展開回路１１１および参照回路１１２により参照画像データに変換された後、比較回路１０８へ送られる。さらに、レーザ測長システム１２２により測定されて位置回路１０７へ送られた、ステージ１０２上でのマスク１０１の位置を示すデータも比較回路１０８へ送られる。
【０２８７】
比較回路１０８では、センサ回路１０６から送られた光学画像と、参照回路１１２で生成した参照画像とが、適切な比較判定アルゴリズムを用いて比較され、誤差が所定の値を超えた場合にその箇所は欠陥と判定される。次いで、欠陥の座標と、欠陥判定の根拠となった光学画像および参照画像とが磁気ディスク装置１０９に保存される。また、マップ作成回路１２７で作成されたマップも、同様に磁気ディスク装置１０９に保存される。
【０２８８】
その後、保存されたデータは、実施の形態１で説明したのと同様に、レビュー装置に送られる。レビュー工程を経て判別された欠陥情報は、図２の磁気ディスク装置１０９に保存される。そして、レビュー装置で１つでも修正すべき欠陥が確認されると、マスクは、欠陥情報リストとともに、検査装置１００の外部装置である修正装置に送られる。修正方法は、欠陥のタイプが凸系の欠陥か凹系の欠陥かによって異なるので、欠陥情報リストには、凹凸の区別を含む欠陥の種別と欠陥の座標が添付される。
【０２８９】
本実施の形態によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。すなわち、位置誤差補正手段を設けることで、検査工程で生じるマスクパターンの位置座標の変動値が得られるので、この値を用いてマスクパターンの位置座標を補正することで、パターンの位置誤差を低減することができる。また、検査前に、位置誤差補正手段に固定された距離センサからマスクの位置を測定し、その結果を用いて、マスクと位置誤差補正手段との相対的位置関係を補正するので、マスクパターンのより正確な位置を把握することが可能である。
【０２９０】
実施の形態７．
本実施の形態の検査装置は、実施の形態１の検査装置１００と類似の構造を有するが、位置誤差補正手段１０に、光量校正のための白色パターンが設けられている点で異なる。尚、本実施の形態の検査装置は、実施の形態３（図８の検査装置１００’）または実施の形態４（図１７の検査装置１００’’）において、位置誤差補正手段１０に上記白色パターンが設けられた構造とすることもできる。
【０２９１】
図１８は、位置誤差補正手段１０に設けられたパターンの模式図である。尚、図１８において、図１６と同じ符号を付した部分は同じものであることを示している。
【０２９２】
図１８に示すように、位置誤差補正手段１０には、（白色以外の色の）ラインパターンからなる領域Ｐ１，Ｐ２の他に、白色パターンからなる領域Ｐ３が設けられている。そして、実施の形態１〜６と同様に、マスク１０１の検査領域は、複数のストライプによって仮想的に分割され、位置誤差補正手段１０おける領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３もこれらのストライプによって仮想的に分割される。
【０２９３】
位置誤差補正手段１０に白色パターンからなる領域Ｐ３を設けることで、検査結果が適正であるか否かの判断基準となる光量の範囲を校正して、常に正確な検査が行われるようにすることができる。したがって、不適正な検査による位置誤差を低減することが可能となる。
【０２９４】
次に、本実施の形態の検査方法について説明する。尚、本実施の形態では、被検査試料として、フォトリソグラフィで使用されるマスクを用いるが、被検査試料はこれに限られるものではない。
【０２９５】
本実施の形態の検査方法は、実施の形態１の検査装置、実施の形態３および実施の形態４のいずれの検査装置をも用いて実施することができる。また、実施の形態１〜６のいずれの検査方法とも同時に実施することができる。
【０２９６】
被検査試料としてのマスクは、検査装置のステージ上に載置される。検査工程では、マスクに形成されたパターンに対し、光源を用いてステージの上方から光を照射する。すると、マスクを透過した光は、フォトダイオードアレイに光学像として結像し、次いで、フォトダイオードアレイで光電変換される。さらにセンサ回路によってＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換されてから、光学画像として比較回路へ出力される。
【０２９７】
フォトダイオードアレイには、画像センサが配置されている。画像センサとしては、例えば、撮像素子としてのＣＣＤカメラを一列に並べたラインセンサが用いられる。ラインセンサの例としては、ＴＤＩ（Ｔｉｍｅ  Ｄｅｌａｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）センサが挙げられる。
【０２９８】
検査が適正に行われるためには、フォトダイオードアレイに結像する光学像の光量が適正である必要がある。例えば、光学像の光量が低すぎると、パターンの輪郭線がぼやけるなどして、欠陥判定に必要な線幅や線間距離などを正確に読み取ることが困難になる。このため、本来は欠陥ではないものを欠陥と判定したり、逆に、欠陥とすべきものを欠陥ではないと判定したりして、検査精度の低下を招く。同様に、光学像の光量が高すぎる場合にも、線幅や線間距離を正確に読み取ることが困難になり、検査精度の低下を招く。
【０２９９】
そこで、検査前に、フォトダイオードアレイに対して、マスクの白部分と黒部分でキャリブレーションを行う。尚、この際には、光量のアンダーシュートやオーバーシュートも考慮される。
【０３００】
しかしながら、検査前にキャリブレーションを行っても、検査中に光学像の光量に変動が生じる場合がある。その原因として、例えば、光源のゆらぎが挙げられる。また、宇宙線などに起因して生じるホワイトスポットも原因となり得る。フォトダイオードアレイは、宇宙線に対し感度を有しているため、画像中の宇宙線が透過した位置には点状の疑似画像（ホワイトスポット）を生じる。ホワイトスポットは、周辺に比べて明るいため、ホワイトスポットが発生すると光学像の光量が増大する結果となる。
【０３０１】
さらに、マスクを透過した光が屈折し、本来入射すべきセンサとは異なるセンサに入射することにより、光学像の光量が変化することもある。この場合、屈折した光が入射したセンサは、本来入射すべき光に加えて屈折光も入射するので、検査が適正に行われる光量の範囲を超える結果となる。一方、屈折光が入射すべきセンサには光が入射しなくなるので、上記範囲を下回る光量となる。
【０３０２】
本実施の形態では、検査工程と並行して、位置誤差補正手段を用いた位置補正と光量の測定とを行う。ここで、位置誤差補正手段による位置補正には、検査工程で変動するマスクパターンの位置座標の補正と、マスクと位置誤差補正手段との相対的位置関係の補正とが含まれる。これらの位置補正の具体的方法は、実施の形態１〜６で述べた通りであるので、説明を省略する。
【０３０３】
位置誤差補正手段を用いた光量測定は、図１８の領域Ｐ３を用いて行う。すなわち、領域３の白色パターンを用いて、フォトダイオードアレイの光量（白レベルの出力）をチェックする。尚、白色パターンの形状は特に限定されず、円形、矩形、ライン、十字などのいずれとしてもよい。測定された光量の値が、検査が適正に行われる光量の範囲を超えた場合には、検査中または検査後に、光量のキャリブレーション（校正）を行う。
【０３０４】
マスクの検査領域は、Ｙ方向に向かって、短冊状の複数のストライプに仮想的に分割される。また、位置誤差補正手段に設けられた各パターンも、マスクの検査領域を分割したストライプと同一のストライプによって仮想的に分割される。ステージは、例えば、実施の形態１の図１に矢印で示したのと同様に、これらのストライプが連続的に走査されるように移動する。これにより、マスクと位置誤差補正手段の両方について、同じスキャン幅の画像がフォトダイオードアレイに連続的に入力され、光学画像が取得されていく。
【０３０５】
例えば、位置誤差補正手段における領域Ｐ３の光学画像から、各ストライプの光量振幅をモニタし、フォトダイオードアレイの光量（白レベルの出力）に低下が認められる場合には、キャリブレーションでの補正値（ゲイン）を大きく設定して白レベルを引き上げる。これは、検査中にリアルタイムで行ってもよく、検査終了後に行ってもよい。
【０３０６】
本実施の形態の検査装置は、例えば、図１の検査装置１００において、光量校正回路を設けた構成とすることができる。その場合、光量校正回路は、フォトダイオードアレイに接続するとともに、データ伝送路となるバス１２０を介して制御計算機１１０に接続する。かかる構成によれば、光量校正回路において、フォトダイオードアレイに結像する光学像の光量をモニタし、必要に応じてキャリブレーションでの補正値を調整するよう制御計算機１１０に情報を送ることができる。制御計算機１１０は、この情報に基づいて、フォトダイオードアレイに対してキャリブレーションを行うことができる。
【０３０７】
上記検査装置によれば、被検査試料の検査領域と、位置誤差補正手段の両方について、全てのストライプが連続的に走査されるようにステージを移動させることにより、これらの光学画像が得られる。得られた光学画像を基に、マスクと位置誤差補正手段との相対的位置関係を補正することができる。
【０３０８】
また、上記検査装置によれば、位置誤差補正手段に設けられた各パターンの位置座標の実測値を求めた後、位置座標の真値の平均値と、実測値の平均値との差から、検査工程で生じる位置座標の変動値を取得できるので、この値を用いて被検査試料のパターンの位置座標を補正することにより、検査工程で生じるパターンの位置誤差を低減できる。また、被検査試料におけるパターンの位置座標の変動値から、被検査試料全体における位置座標変動値のマップを作成することにより、検査工程で生じる被検査試料パターンの位置誤差の分布を把握することもできる。
【０３０９】
さらに、本実施の形態の検査装置では、位置誤差補正手段に設けられた白色パターンの光学画像を基に、各ストライプの光量振幅をモニタする。フォトダイオードアレイの光量（白レベルの出力）低下が認められる場合には、キャリブレーションでの補正値（ゲイン）を大きく設定して白レベルを引き上げる。これにより、検査精度の低下を防いで、マスクパターンの位置誤差を低減することができる。
【０３１０】
尚、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【０３１１】
例えば、上記各実施の形態では、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要としない部分についての記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができることは言うまでもない。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更し得る全てのパターン検査装置またはパターン検査方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０３１２】
１０  位置誤差補正手段
２０ａ〜２０ｉ  ストライプ
３０、３１  アライメントマーク
４０  荷重センサ
５０  距離センサ
１００、１００’、１００’’  検査装置
１０１  マスク
１０２  ステージ
１０３  光源
１０４  拡大光学系
１０５  フォトダイオードアレイ
１０６  センサ回路
１０７  位置回路
１０８  比較回路
１０９  磁気ディスク装置
１１０  制御計算機
１１１  展開回路
１１２、１１２’、１１２’’  参照回路
１１３  オートローダ制御回路
１１４  テーブル制御回路
１１５  磁気テープ装置
１１６  フレキシブルディスク装置
１１７  ＣＲＴ
１１８  パターンモニタ
１１９  プリンタ
１２０  バス
１２２  レーザ測長システム
１２４、１２４’、１２４’’  第１のずれ量取得回路
１２５  第２のずれ量取得回路
１２６、１２６’  位置補正回路
１２７  マップ作成回路
１３０  オートローダ
１７０  照明光学系
２０１  ＣＡＤデータ
２０２  設計中間データ
２０３  フォーマットデータ
２０４  光学画像
２０５  マスク検査結果
２０７  欠陥情報リスト
５００  レビュー装置
６００  修正装置
【図１】
0005832345.tif 000002
【図２】
0005832345.tif 000003
【図３】
0005832345.tif 000004
【図４】
0005832345.tif 000005
【図５】
0005832345.tif 000006
【図６】
0005832345.tif 000007
【図７】
0005832345.tif 000008
【図８】
0005832345.tif 000009
【図９】
0005832345.tif 000010
【図１０】
0005832345.tif 000011
【図１１】
0005832345.tif 000012
【図１２】
0005832345.tif 000013
【図１３】
0005832345.tif 000014
【図１４】
0005832345.tif 000015
【図１５】
0005832345.tif 000016
【図１６】
0005832345.tif 000017
【図１７】
0005832345.tif 000018
【図１８】
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